Європа створює космічні кораблі, здатні до самовідновлення: як це працює

Навіть найпотужніша європейська ракета Ariane 6 спроєктована за старим принципом — вона є повністю одноразовою. Проте ситуацію може докорінно змінити новітній матеріал для космічних апаратів, здатний до самовідновлення. Саме він дає континенту шанс наздогнати конкурентів, пише Іnteresting Еngineering.

Читайте также: Краще піти до лікаря. ChatGPT Health часто недооцінює невідкладні медичні стани — дослідження

Швейцарська компанія CompPair об’єднала зусилля з Європейським космічним агентством(ESA), щоб адаптувати свій унікальний матеріал для умов космосу. Йдеться про композит під назвою HealTech. Його головна особливість — здатність«заліковувати» власні пошкодження під час нагрівання завдяки спеціальному компоненту, який активується за високих температур.

Тестування матеріалу проходить у рамках проєкту ESA під назвою Cassandra. У перспективі ці розробки можуть суттєво розширити транспортні можливості Європи на орбіті.

Як зазначають в ESA, композити(наприклад, полімери, армовані вуглецевим волокном) стають дедалі популярнішими в аерокосмічній галузі. Вони складаються з полімерної матриці, зміцненої шарами вуглецевих або скляних волокон. Це надзвичайно легкі матеріали, які зовсім не бояться корозії — ідеальний варіант для польотів.

Втім, у них є своя ахіллесова п’ята: такі матеріали дуже чутливі до пошкоджень. Навіть непомітна мікротріщина на поверхні з часом може розростися. Особливо гостро ця проблема стоїть для багаторазових кораблів, які зазнають регулярних навантажень під час стартів та посадок.

І ось тут на сцену виходить HealTech. Усередині цього матеріалу заховано спеціальний відновлювальний агент. За даними ESA, при нагріванні він «прокидається», стає текучим і буквально затягує пошкодження, що виникли від ударів чи перепадів тиску.

Щоб створити прототип для космосу, інженери CompPair інтегрували мережу оптоволоконних датчиків прямо у просочені смолою волокна HealTech. Працює це наступним чином: сенсори фіксують пошкодження і запускають механізм нагрівання. Інтегровані алюмінієві сітки, надруковані на 3D-принтері, розігрівають ушкоджену ділянку до 100−140°C.

Читайте также: У вас смарт-окуляри Meta? Модератори в Кенії бачать все, що ви знімаєте

Випробування вже йдуть повним ходом. Дослідники протестували зразки найрізноманітніших розмірів — від скромних 2×10 см до чималих плит 40×40 см. Головним завданням було перевірити, наскільки ефективно система моніторить пошкодження та чи добре працює процес нагрівання і «загоєння».

Окремо були проведені тести на термічний шок. Ученим було вкрай важливо зрозуміти, як матеріал поведеться в суворих умовах кріогенного бака. Наступний етап — масштабування технології до великих об’ємів(наприклад, створення повноцінного кріогенного паливного бака).

«Впровадження цієї технології в наші системи може принести колосальну користь для космічної логістики», — переконаний представник ESA Бернард Декотіньї. — «Це відкриває шлях до створення багаторазової інфраструктури і суттєво здешевить місії. Це реальний доказ того, на що здатна європейська інноваційна думка».

Технічний директор CompPair Робін Трігейра також не приховує ентузіазму. Він додав, що неймовірно захоплений тим, яку автономність та довговічність технологія подарує майбутнім космічним кораблям та ракетам-носіям, поступово стираючи межу між науковою фантастикою і реальністю.