Az űrrepülés, a világűr katonai és kereskedelmi hasznosításának jelenlegi egyik legnagyobb ellensége a Föld körüli pályán kerengő, szó szerint több száz milliónyi kisebb-nagyobb darabból álló űrszemét. A meteoritok mellett az ember által feljuttatott tárgyak, az űrjárművekről származó darabkák, elkóborolt szerszámok, elhasznált gyorsítórakéták maradványai szennyezik be a Föld környékét. Azt a területet, ahol a műholdak, űrállomások keringenek.
De mi van, ha az űrszemét nekiütközik valaminek? Az attól függ, mekkora a tömege és a sebessége a “mikrobombának”. A sebesség akár 15 km/másodperc lehet űrszemét, míg 72 km/másodperc meteoritok esetén. Ha az ekkora sebességgel haladó tárgy tömege néhány mikronos csupán, akkor egy kisebb benyomódással megúszható a találkozás.
A néhány milliméteres űrtárgy már képes átvágni magát mondjuk egy napelemen. Ha már centiméteres nagyságban gondolkodunk, ott már akár a műhold vagy az űrjármű kritikus rendszereinek sérülése, rosszabb esetben a megsemmisülés is fenyegethet. 10 centiméter felett ez szinte biztosnak vehető.
Jelenleg ezek ellen elsősorban passzívan lehet védekezni: kevés műhold alkalmas a manőverezésre, ha ütközőpályára kerül egy veszélyesebb űrszeméttel. A Nemzetközi Űrállomás is számos esetben hajtott már végre pályamódosítást, s folyamatosan igyekeznek fejleszteni az előrejelzés hatékonyságát, pontosságát, lehetőség szerint elkerülendő a manőverezés szükségességét.
Páncélozott űrjárművek
Ha a meteorit vagy szemétdarab 4 km/ másodpercnél gyorsabb sebességgel ütközik az űrjárműbe, akkor jellemzően szétesik, megolvad és a saját méreténél 2-5-ször mélyebb krátert “nyom” a felszínbe. A hipersebességnél (3 km/másodperc vagy ennél gyorsabb) már nem csak a becsapódás maga, hanem a keletkező, az űrjármű szerkezetében továbbhaladó lökéshullámok is veszélyt jelentenek.
Ez további repedéseket, töréseket okozhat a szerkezetben, s gyakori a belső falról leváló, nagy sebességű “repeszek” okozta rombolás is – csakúgy, mint ahogyan a becsapódó rogyókúpos (HESH) páncéltörő lövedékek és a harckocsik hagyományos acélpáncélzatának találkozásakor is jól ismerhetjük.
Az Európai Űrügynökség (ESA) is együttműködött az űrjárművek “páncélzásán”, azaz egy speciális, nagy szakítószilárdságú rendszer, a Whipple-pajzsok továbbfejlesztésén és alkalmazásán. Az alumínium és Nexter-kevlár rétegekből “összeszendvicsezett” anyag kívülre kerül, s feladata a becsapódó, apró űrtörmelék teljes megsemmisítése. Így a szilárd testből keletkező folyadékfelhő nagyobb felületen kialakuló nyomásának a szendvicsszerkezet a jelenleg alkalmazott szerkezetekhez képest sokkal jobban képes ellenállni.
Az ESA szerint a folyamatosan továbbfejlesztett pajzsok mára már a gyakorlati alkalmazás során is bizonyítottak. Többek között az ügynökség szakemberei a NASA specialistáival együttműködve dolgoztak a Nemzetközi Űrállomás Columus moduljának páncélozásán is, melyet több mint 100 darab ilyen pajzs véd.
Az űrbe juttatható tömeg korlátossága miatt a kiemelten fontos területeket vastagabb pajzs védi. A fejlesztést segítette, hogy már rendelkezésre álltak és állnak azok a komplex számítógépes szimulátorrendszerek, melyek képesek a kis méretű tárgyak becsapódását és annak hatásait modellezni.
A probléma az, hogy a nagyobb méretű objektumok viselkedése (így a tárgy széttöredezésének, a keletkező kisebb darabok mozgásirány-változásának modellezése, a keletkező erők és azok a szerkezetre gyakorolt hatásának kiszámítása is) sokkal összetettebb feladatnak bizonyul. A valódi, nagy sebességű ütköztetéssel járó tesztelések végrehajtása is igen komplikált, bár nem lehetetlen.
(Via: ESA)
