نسل بعدی مواد محافظ زباله های فضایی برای یک سفر آزمایشی به ایستگاه فضایی بین المللی آماده می شود.
این ماده که خواهر و برادر پلیمر فضایی کولار است، توسط غول شیمیایی DuPont توسعه یافته و توسط ناسا در مرکز آزمایش شنهای سفید (WTSF) در نیومکزیکو آزمایش شده است. آزمایشها نشان داد که ماده جدید کولار ‘EXO’ محافظت بهتری در برابر ضربههای زبالههای فضایی ایجاد میکند و در عین حال سبکتر از کولار معمولی است.
جیل کلمنتز، مدیر توسعه تجارت جهانی DuPont، به Space.com گفت: ما توانستیم وزن را تا ۴۰ درصد کاهش دهیم و همچنان آزمایشهای مربوط به زبالههای مداری را پشت سر بگذاریم.
در طول آزمایشات در WTSF، محققان ناسا گلوله های آلومینیومی را به عرض ۰.۴ اینچ (۱ سانتی متر) از توپ های مخصوص با سرعت ۴ مایل (۶.۵ کیلومتر) در ثانیه به اهداف مربعی با ابعاد ۱۲ در ۱۲ اینچ (۳۰ در ۳۰ سانتی متر) شلیک کردند. قطعات زباله شبیهسازیشده نمیتوانند از سپرهای آزمایشی عبور کنند، حتی زمانی که مقدار کمتری از مواد محافظ در مقایسه با محافظهای زباله فضایی موجود در حال حاضر استفاده میشود.
DuPont اکنون در حال آماده سازی نمونه هایی از Kevlar EXO برای یک ماموریت به ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) است تا بررسی کند که چگونه این ماده در برابر محیط فضایی مقاومت می کند.
کلمنتز گفت: ‘ما آزمایش قرار گرفتن در معرض اکسیژن اتمی و UV [اشعه ماوراء بنفش] را انجام خواهیم داد.’ ما در حال حاضر قصد نداریم از آن برای حفاظت از آوار استفاده کنیم، زیرا تمام آزمایشات روی زمین انجام شده است.
چندین تکه به ابعاد ۲ در ۲ اینچ (۵ در ۵ سانتیمتر) در ماه مهر در یک کپسول باری SpaceX Dragon به ایستگاه فضایی بینالمللی ارسال میشود و به نمای بیرونی آزمایشگاه در مدار متصل میشود و برای چندین ماه در آنجا باقی میمانند.
DuPont Kevlar EXO را در فروردین ۱۴۰۲ معرفی کرد و مواد جدید را به عنوان ‘مهمترین نوآوری فیبر آرامید در بیش از ۵۰ سال گذشته’ توصیف کرد. آرامیدها دسته ای از الیاف مصنوعی مقاوم در برابر حرارت هستند، خانواده ای که شامل کولار نمادین می شود. کولار که در سال ۱۳۴۴ توسعه یافت، در کاربردهای مختلفی از جمله جلیقه های ضد گلوله، کلاه های ایمنی و لباس های محافظ استفاده شده است. در فضا، کولار به عنوان یک عایق حرارتی برای ماهواره ها و از دهه ۱۳۶۹ به عنوان یک جزء کلیدی در سیستم های حفاظت از زباله های فضایی عمل کرده است.
کلمنتز گفت Kevlar EXO ‘نوعی متفاوت از مواد’ نسبت به کولار استاندارد، نوعی ‘عموزاده آرامیدهای سنتی’ است. کلمنتز فکر میکند استحکام برتر ماده جدید، که کاهش جرم کلی در سپرهای زبالههای فضایی را امکانپذیر میسازد، موهبت بزرگی برای بخش فضایی خواهد بود.
کلمنتز میگوید: ما از صنعت میشنویم که واقعاً در میزان وزنی که به شرکتها اجازه میدهد تا از سیستمهای زبالههای مداری خود خارج کنند، بازی را تغییر میدهد. اولاً، برداشتن وسایل از زمین گران است، و دوم، شرکتها نمیخواهند بودجه انبوه خود را برای حفاظت از زبالههای فضایی هدر دهند. آنها میخواهند از آن برای محمولههای خود استفاده کنند.
او گفت که مواد جدید نه تنها به سازندگان ماهواره و سازندگان خدمه و سفینه های فضایی حامل محموله کمک خواهد کرد. همچنین می تواند از ایستگاه های فضایی بادی آینده در مدار پایین زمین و همچنین زیستگاه های ماه و مریخ محافظت کند. کلمنتز پیش بینی می کند که Kevlar EXO برای اکتشاف ماه و مریخ در آینده ضروری است.
کلمنتز گفت: از آنجایی که ما به دنبال بازگشت به ماه و در نهایت به مریخ هستیم، شما نمیتوانید وزن کافی را برای رساندن مردم به ماه بهعلاوه منابع در هر مقدار زیادی از خود بردارید. ‘شما باید جایی را جبران کنید، اما در عین حال، باید آنها را با خیال راحت به آنجا برسانید. ما امیدواریم که بخشی ارزشمند از آن صنعت باشیم.’
