Помните про синдром Кесслера, когда все на орбите посталкиваются, и вилы?
И вот в этой истории нам поможет шапочка из фольги! Её надо натянуть на спутник, и он станет надёжно защищён. Смысл в том, что при огромных скоростях твёрдое тело ведёт себя как жидкость, и можно довольно-таки эффективно защищать станцию пакетом из Пятёрочки. Утрируя.
Серьёзно. @KotikJo показал щит Уиппла и через него сказал, что это всё про Кесслера страшилка.
Частично да. Щитом Уиппла теперь оборудуют крупные спутники. Но по большому счёту это не сильно отсрочило проблемы с замусориванием.
Но давайте разберёмся с самим щитом. Итак первая работа 1947 года "Meteorites and Space Travel". За 10 лет до первого полёта уже начали изобретать противометеоритную защиту. На тот момент думали, что сферический корабль в вакууме диаметром 3,7 метра с обшивкой 6,3 миллиметра будет пробит метеоритом раз в 50 лет. Метеорит весит примерно один миллиграмм, летит на скорость 30 км/с.
Когда метеорит врезается в тонкий лист, то и метеорит, и пробитый им кусочек листа мгновенно превращаются в пар и плазму при очень высокой температуре. Твёрдая крупинка разлетается облаком раскалённого газа с довольно ощутимой центральной струёй внутри.
Дальше берём миллиметр металла и заворачиваем в него спутник на расстоянии пары сантиметров от основного корпуса. Метеорит попадает в этот тонкий лист, взрывается на нём и превращается в облако пара.
Тонкий жертвенный экран на расстоянии защищает лучше, чем простое утолщение стенки. Вот
вторая работа, практические расчёты.
А вот 4 типа экранов:
— Уже знакомый Уиппл
— Многоударный щит (ставят 4–5 очень тонких разнесённых листов, чаще всего из керамической ткани Nextel, масса всех 4 керамических бамперов примерно равна массе одного щита Уиппла)
— Сетчатый двойной — металлическая сетка, алюминиевый лист, слой ткани (кевлар, спектра или керамика) и задняя стенка.
— Гибридный: 2–3 слоя керамической ткани ставят перед обычным двухлистовым экраном Уиппла. Прикол в том, что имеющуюся станцию очень легко заворачивать в ткань.
Многослойные лучше, меньше чувствительности к форме частицы, эффективнее перевод в тепло, меньше накапливают повреждения задней стенки (то есть легче чинятся).
Тут доработка под наш земной мусор, у него другие скорости и параметры. Там же целый детектив с накоплением ошибки в литературе — одна опечатка, и 4 работы, основанные друг на друге, протащили эту лошадиную задницу в космос.
Результат 1335 выстрелов — формула дала точность 76%, всё равно надо брать железки и стрелять ими в другие железки.
Щиты для МКС — она летает на высоте около 400 км и постоянно под обстрелом микрометеороидов и мусора.
— Есть норматив, что за 10 лет вероятность пробоя должна быть ниже 24%.
— Катастрофический пробой раз в 200 лет.
Основной риск МКС создавали наш модуль (СМ Звезда), Союзы и Прогрессы, стыковочный отсек. У них лёгкая и слабая защита. 85% всей площади станции — американские, европейские и японский модули — защищены хорошо, 10 кг защиты на квадратный метр, держит частицы до 1 см. Наши модули обычно 2 кг на квадрат.
Собственно, добавляли щиты — где-то обвешали сайдингом 10 см с алюминиевым фасадом, алюминиевой гофрой и стеклотканью типа кевлара, где-то накрывали щитами-крыльями, а из интересного — повернули солнечные батареи СМ почти вертикально, чтобы они сами прикрывали модуль.
Так что если в вашего Росинанта стреляют из гаусс-пушек, разворачивайте солнечные батареи!
И ещё в работе есть каталог попаданий. Самое серьёзное повреждение — удар по внешнему стеклу иллюминатора 13 служебного модуля. Пришлось закрыть его изнутри крышкой.
Так что МКС примерно с 2002 года отремонтирована навесным фасадом.
--
Вступайте в ряды Фурье! |
Лучшие посты
Если у вас плохо с физикой, ракеты будут биться о небесную твердь!