Dopo sessant'anni di agenzie spaziali che hanno mandato in orbita missili, satelliti e altre missioni, i detriti spaziali sono diventati una preoccupazione crescente. Non solo ci sono grandi pezzi di spazzatura che potrebbero far fuoriuscire un'astronave in un solo colpo, ma ci sono anche innumerevoli piccoli pezzi di detriti che viaggiano a velocità molto elevate. Questi detriti rappresentano una grave minaccia per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), i satelliti attivi e le future missioni con equipaggio in orbita.
Per questo motivo, l'Agenzia spaziale europea sta cercando di sviluppare una migliore protezione dai detriti per la ISS e le future generazioni di veicoli spaziali. Questo progetto, supportato dal programma General Support Technology dell'ESA, ha recentemente condotto test balistici che hanno esaminato l'efficienza dei nuovi laminati in fibra di metallo (FML), che potrebbero sostituire la schermatura in alluminio nei prossimi anni.
Per abbatterlo, tutte le missioni orbitali, siano esse satelliti o stazioni spaziali, devono essere preparate al rischio di collisioni ad alta velocità con piccoli oggetti. Ciò include la possibilità di scontrarsi con la spazzatura spaziale creata dall'uomo, ma include anche il rischio di danni agli oggetti micro-meteoroidi (MMOD). Questi sono particolarmente minacciosi durante gli intensi flussi stagionali di meteoroidi, come i Leonidi.
Mentre pezzi più grandi di detriti orbitali - che vanno da 5 cm (2 pollici) a 1 metro (1,09 iarde) di diametro - sono regolarmente monitorati dalla NASA e dall'Ufficio dei detriti spaziali dell'ESA, i pezzi più piccoli non sono rilevabili, il che li rende particolarmente minacciosi. A peggiorare le cose, le collisioni tra frammenti di detriti possono causare la formazione di più, un fenomeno noto come Effetto Kessler.
E poiché la presenza dell'umanità vicino all'orbita terrestre (NEO) sta solo aumentando, con migliaia di satelliti, habitat spaziali e missioni con equipaggio pianificati per i prossimi decenni, i livelli crescenti di detriti orbitali rappresentano pertanto un rischio crescente. Come ha spiegato l'ingegnere Andreas Tesch:
“Tali detriti possono essere molto dannosi a causa della loro elevata velocità di impatto di più chilometri al secondo. Pezzi più grandi di detriti possono almeno essere rintracciati in modo che i grandi veicoli spaziali come la Stazione Spaziale Internazionale possano spostarsi, ma i pezzi più piccoli di 1 cm sono difficili da individuare usando il radar - e i satelliti più piccoli hanno generalmente meno opportunità per evitare la collisione “.
Per vedere come la loro nuova schermatura reggerebbe i detriti spaziali, un team di ricercatori dell'ESA ha recentemente condotto un test in cui un proiettile in alluminio del diametro di 2,8 mm è stato sparato su un campione di scudo di un veicolo spaziale, i cui risultati sono stati ripresi da una telecamera ad alta velocità . A queste dimensioni, e con una velocità di 7 km / s, il proiettile ha simulato efficacemente l'energia di impatto che un piccolo pezzo di detriti avrebbe avuto come se fosse entrato in contatto con la ISS.
Come ha spiegato il ricercatore Benoit Bonvoisin in un recente comunicato stampa dell'ESA:
"Abbiamo usato una pistola a gas presso l'Istituto Fraunhofer tedesco per la dinamica ad alta velocità per testare un nuovo materiale considerato per proteggere i veicoli spaziali dai detriti spaziali. Il nostro progetto ha esaminato vari tipi di "laminati in fibra di metallo" prodotti per noi da GTM Structures, che sono diversi strati di metallo sottili legati insieme con materiale composito ".
Come puoi vedere dal video (pubblicato sopra), il proiettile in alluminio massiccio penetrò nello scudo ma poi si spezzò in una schiera di frammenti e vapore, che sono molto più facili da catturare o deviare per il prossimo strato di armatura. Questa è una pratica standard quando si tratta di detriti spaziali e MMOD, in cui più scudi sono stratificati insieme per assorbire e catturare l'impatto in modo che non penetri nello scafo.
Una variante comune di questo è noto come lo "scudo di Whipple", che è stato originariamente ideato per proteggersi dalla polvere di comete. Questa schermatura è composta da due strati, un paraurti e una parete posteriore, con una distanza reciproca da 10 a 30 cm (da 3,93 a 11,8 pollici). In questo caso, l'FML, prodotto per l'ESA da GTM Structures BV (una società aerospaziale con sede nei Paesi Bassi), è costituito da diversi strati di metallo sottili legati insieme con un materiale composito.
Sulla base di questo ultimo test, l'FML sembra essere adatto a prevenire danni alla ISS e alle future stazioni spaziali. Come indicato da Benoit, ora lui e i suoi colleghi devono testare questa protezione su altri tipi di missioni orbitali. "Il prossimo passo sarebbe quello di eseguire dimostrazioni in orbita in un CubeSat, per valutare l'efficienza di questi FML nell'ambiente orbitale", ha detto.
E assicurati di goderti questo video dall'ufficio dei detriti orbitali dell'ESA:
