Розроблено самовідновлювальний матеріал для космічних кораблів майбутнього

Для апаратів, що перебувають у космічному просторі, серйозну проблему становлять механічні пошкодження, які неминуче завдаються як об'єктами природного походження, так і фрагментами космічного сміття. Під егідою ESA наразі створюється матеріал, здатний самостійно відновлюватися при виникненні мікротріщин у процесі експлуатації.

Джерело зображення: SpaceX

Для досягнення поставленої мети розробники Європейського космічного агентства (ESA) в рамках ініціативи Project Cassandra використали композитний матеріал HealTech у поєднанні з системою датчиків і нагрівальних елементів. Технологія була випробувана на тестовій пластині розмірами 40 на 40 см, яка отримала необхідне поєднання елементів. Матеріал HealTech являє собою вуглеволокно зі вбудованим у нього відновлювальним складом, який активується при нагріванні та заповнює собою тріщини та невеликі дефекти. За пошук виникаючих структурних дефектів відповідають спеціальні датчики, які розподілені по площі тестової пластини.

Структурні елементи з вуглеволокна давно використовуються при створенні космічних апаратів, але в процесі експлуатації вони набувають мікротріщин через вібрацію, механічні впливи та різкі перепади температур. Композитний матеріал HealTech при нагріванні дозволяє відновлювальному речовині заповнювати мікротріщини та забезпечувати необхідну міцність конструктивного елемента. Для пошуку дефектів використовується мережа найменших датчиків на основі оптоволокна. Нагрівальні елементи, розташовані в вузлах тончайшої створеної на 3D-принтері сітки, вибірково підігрівають місце дефекту до температури від 100 до 140 градусів Цельсія, що дозволяє автоматично усунути мікротріщини.

Команда розробників на наступному етапі планує випробувати технологію на цілому елементі конструкції типу паливного бака. Участь у проекті беруть швейцарські компанії CompPair і CSEM, а також бельгійська Com&Sens. Використання самовідновлювальних конструкційних матеріалів могло б скоротити витрати часу на огляд і ремонт багаторазових ракет-носіїв, а також збільшити термін їх служби і скоротити період окупності. Застосування подібних технологій виправдовує себе при створенні елементів конструкції космічних апаратів, які піддаються різким перепадам температур, таких як паливні баки. Крім того, використання вуглеволокна дозволяє знизити масу ракет без шкоди для міцності елементів конструкції.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки