بعد ستين عامًا من إرسال وكالات الفضاء الصواريخ والأقمار الصناعية والبعثات الأخرى إلى المدار ، أصبح الحطام الفضائي شيئًا يثير القلق المتزايد. لا يقتصر الأمر على وجود قطع كبيرة من النفايات غير المرغوب فيها التي يمكنها إخراج مركبة فضائية في ضربة واحدة ، ولكن هناك أيضًا عدد لا يحصى من الحطام يسير بسرعات عالية جدًا. يشكل هذا الحطام تهديدًا خطيرًا لمحطة الفضاء الدولية (ISS) والأقمار الصناعية النشطة والبعثات الطاقم المستقبلية في المدار.
لهذا السبب ، تتطلع وكالة الفضاء الأوروبية إلى تطوير حماية أفضل من الحطام لمحطة الفضاء الدولية والأجيال القادمة من المركبات الفضائية. أجرى هذا المشروع ، المدعوم من خلال برنامج تكنولوجيا الدعم العام التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، مؤخرًا اختبارات المقذوفات التي نظرت في كفاءة صفائح الألياف المعدنية الجديدة (FMLs) ، والتي قد تحل محل درع الألومنيوم في السنوات القادمة.
لتحليلها ، يجب إعداد أي وجميع المهام المدارية - سواء كانت أقمار صناعية أو محطات فضائية - لخطر الاصطدامات عالية السرعة مع الأجسام الصغيرة. وهذا يشمل إمكانية الاصطدام بالخردة الفضائية من صنع الإنسان ، ولكنه يتضمن أيضًا خطر تلف الأجسام النيزكية الدقيقة (MMOD). هذه تهدد بشكل خاص خلال تيارات النيازك الموسمية المكثفة ، مثل ليونيدز.
في حين أن القطع الأكبر من الحطام المداري - التي يتراوح قطرها من 5 سم (2 بوصة) إلى 1 متر (1.09 ياردة) - يتم مراقبتها بانتظام من قبل وكالة ناسا ومكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، فإن القطع الأصغر لا يمكن اكتشافها - مما يجعلها مهددة بشكل خاص. ومما زاد الطين بلة ، أن الاصطدامات بين قطع الحطام يمكن أن تتسبب في تكوين المزيد ، وهي ظاهرة تعرف باسم تأثير كيسلر.
وبما أن تواجد البشرية في المدار القريب من الأرض (NEO) يتزايد فقط ، مع التخطيط لآلاف السواتل والموائل الفضائية والبعثات الطاقم للعقود القادمة ، فإن المستويات المتزايدة من الحطام المداري تشكل خطرًا متزايدًا. كما أوضح المهندس أندرياس تيش:
يمكن أن يكون هذا الحطام مدمرًا للغاية بسبب سرعته العالية التي تصل إلى عدة كيلومترات في الثانية. يمكن تتبع قطع أكبر من الحطام على الأقل بحيث يمكن للمركبات الفضائية الكبيرة مثل محطة الفضاء الدولية أن تتحرك بعيدًا ، ولكن القطع الأصغر من 1 سم يصعب اكتشافها باستخدام الرادار - والأقمار الصناعية الأصغر لديها بشكل عام فرص أقل لتجنب الاصطدام . "
لمعرفة كيف سيصمد الدرع الجديد أمام الحطام الفضائي ، أجرى فريق من الباحثين في وكالة الفضاء الأوروبية مؤخرًا اختبارًا حيث تم إطلاق رصاصة ألمنيوم بقطر 2.8 مم على عينة من درع المركبة الفضائية - تم تصوير نتائجها بواسطة كاميرا عالية السرعة . في هذا الحجم ، وبسرعة 7 كم / ثانية ، تحاكي الرصاصة بشكل فعال طاقة التصادم التي ستحصل عليها قطعة صغيرة من الحطام كما لو كانت على اتصال مع محطة الفضاء الدولية.
كما أوضح الباحث Benoit Bonvoisin في بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية:
"استخدمنا مسدس غاز في معهد Fraunhofer الألماني للديناميات عالية السرعة لاختبار مادة جديدة يجري النظر فيها لحماية المركبات الفضائية من الحطام الفضائي. يبحث مشروعنا في أنواع مختلفة من "شرائح الألياف المعدنية" التي أنتجتها لنا شركة GTM Structures ، وهي عبارة عن عدة طبقات معدنية رفيعة مرتبطة ببعضها البعض بمواد مركبة. "
كما ترون من الفيديو (المنشور أعلاه) ، اخترقت الرصاصة المصنوعة من الألمنيوم الصلب الدرع لكنها انقسمت بعد ذلك إلى علبة من الشظايا والبخار ، وهي أسهل بكثير للطبقة التالية من الدروع لالتقاطها أو انحرافها. هذه ممارسة قياسية عند التعامل مع الحطام الفضائي و MMOD ، حيث يتم وضع دروع متعددة معًا لامتصاص والتقاط التأثير بحيث لا يخترق الهيكل.
يُعرف النوع الشائع من ذلك باسم "درع ويبل" ، والذي تم تصميمه في الأصل للحماية من غبار المذنب. يتكون هذا التدريع من طبقتين ، مصد وجدار خلفي ، بمسافة متبادلة من 10 إلى 30 سم (3.93 إلى 11.8 بوصة). في هذه الحالة ، يتكون FML ، الذي تم إنتاجه لصالح وكالة الفضاء الأوروبية من قبل شركة GTM Structures BV (شركة طيران مقرها هولندا) ، من عدة طبقات معدنية رقيقة مرتبطة مع مادة مركبة.
استنادًا إلى هذا الاختبار الأخير ، يبدو أن FML مناسب تمامًا لمنع الضرر الذي لحق بمحطة الفضاء الدولية والمحطات الفضائية المستقبلية. كما أشار بينوا ، يحتاج هو وزملاؤه الآن إلى اختبار هذا الحماية على أنواع أخرى من المهام المدارية. وقال "إن الخطوة التالية ستكون إجراء عرض في المدار في CubeSat ، لتقييم كفاءة هذه FMLs في البيئة المدارية".
واحرص على الاستمتاع بهذا الفيديو من مكتب الحطام المداري التابع لوكالة الفضاء الأوروبية:
