60 년의 우주 기관들이 로켓, 위성 및 기타 임무를 궤도로 보낸 후 우주 쓰레기는 점점 더 큰 관심사가되었습니다. 한 번의 충돌로 우주선을 뺄 수있는 쓰레기가있을뿐만 아니라 매우 빠른 속도로 이동하는 수많은 작은 잔해가 있습니다. 이 파편은 국제 우주 정거장 (ISS), 활성 위성 및 궤도의 미래 승무원 임무에 심각한 위협이됩니다.
이러한 이유로 유럽 우주국은 ISS와 미래 세대의 우주선을 위해 더 나은 파편 차폐를 개발하려고합니다. ESA의 일반 지원 기술 프로그램 (General Support Technology Programme)을 통해 지원되는이 프로젝트는 최근 새로운 섬유 금속 라미네이트 (FML)의 효율성을 조사한 탄도 테스트를 수행하여 향후 몇 년 동안 알루미늄 차폐를 대체 할 수 있습니다.
위성이나 우주 정거장과 같은 모든 궤도 임무는 작은 물체와의 고속 충돌 위험에 대비해야합니다. 여기에는 사람이 만든 우주 쓰레기와 충돌 할 가능성이 포함되지만 MOD (micro-meteoroid object damage)의 위험도 포함됩니다. 이들은 특히 레오 니드 (Leonids)와 같은 강렬한 계절의 유성 기류에서 위협을 받고 있습니다.
직경이 5cm (2 인치)에서 1 미터 (1.09 야드) 인 더 큰 궤도 잔해는 NASA와 ESA의 Space Debris Office에서 정기적으로 모니터링하지만 작은 조각은 감지 할 수 없으므로 특히 위협이됩니다. 설상가상으로, 파편의 비트 사이의 충돌은 케슬러 효과 (Kissler Effect)로 알려진 현상을 더 많이 형성 할 수 있습니다.
그리고 인류의 존재는 근 지구 궤도 (NEO)가 점점 증가하고 있기 때문에 앞으로 수십 년 동안 수천 개의 위성, 우주 서식지 및 승무원 임무가 계획되어 있기 때문에 궤도 잔해의 수준이 높아짐에 따라 위험이 증가하고 있습니다. 엔지니어 Andreas Tesch는 다음과 같이 설명했습니다.
“이러한 파편은 초당 수 킬로미터의 높은 충격 속도로 인해 매우 손상 될 수 있습니다. 국제 우주 정거장과 같은 대형 우주선은 방해가되지 않도록 더 큰 파편을 추적 할 수 있지만, 1cm 미만의 조각은 레이더를 사용하여 발견하기 어렵습니다. 작은 위성은 일반적으로 충돌을 피할 수있는 기회가 적습니다. ”
ESA 연구팀은 그들의 새로운 차폐물이 어떻게 우주 쓰레기를 견뎌 낼 수 있는지 알아보기 위해 최근 우주선 차폐물 샘플에서 2.8mm 직경의 알루미늄 총알이 발사 된 테스트를 실시했습니다. 그 결과는 고속 카메라로 촬영되었습니다. . 이 크기에서 7km / s의 속도로, 총알은 작은 파편이 ISS와 접촉하는 것처럼 가질 수있는 충격 에너지를 효과적으로 시뮬레이션했습니다.
Benoit Bonvoisin 연구원은 최근 ESA 보도 자료에서 다음과 같이 설명했다.
“저희는 독일 Fraunhofer Institute of High Speed Dynamics의 가스 건을 사용하여 우주선을 우주 파편으로부터 보호하기 위해 고려되는 새로운 재료를 테스트했습니다. 우리 프로젝트는 복합 재료와 함께 결합 된 여러 개의 얇은 금속 층인 GTM Structures가 우리를 위해 생산 한 다양한 종류의 '섬유 금속 라미네이트'를 조사했습니다.”
비디오 (위에 게시)에서 볼 수 있듯이, 단단한 알루미늄 총알이 방패를 관통했지만 조각과 증기로 분리되어 다음 갑옷 층이 포착하거나 편향하기가 훨씬 쉽습니다. 이것은 공간 파편 및 MMOD를 처리 할 때 표준 실습으로, 여러 실드가 함께 쌓여 충격을 흡수 및 포착하여 선체를 관통하지 않습니다.
이것의 일반적인 변형은 원래 혜성 먼지로부터 보호하기 위해 고안된 '휘플 쉴드'입니다. 이 차폐는 범퍼와 후면 벽의 두 층으로 구성되며 상호 거리는 10 ~ 30cm (3.93 ~ 11.8 인치)입니다. 이 경우 GTM Structures BV (네덜란드 소재 항공 우주 회사)에서 ESA를 위해 생산 한 FML은 복합 재료와 함께 결합 된 여러 얇은 금속 층으로 구성됩니다.
이 최신 테스트를 바탕으로 FML은 ISS 및 향후 우주 정거장의 손상을 방지하는 데 적합합니다. Benoit이 지적했듯이, 그와 그의 동료들은 이제 다른 유형의 궤도 임무에서이 차폐를 테스트해야합니다. “다음 단계는 궤도 환경에서 이러한 FML의 효율성을 평가하기 위해 CubeSat에서 궤도 내 데모를 수행하는 것입니다.
ESA의 오비탈 파편 사무소에서이 비디오를 즐기십시오.
