Evropská vesmírná agentura vyzvala vědce k vývoji nových materiálů, které vydrží extrémní podmínky na oběžné dráze kolem Země i ultrafialové elektromagnetické záření. Tuto výzvu přijala Bristolská univerzita, která přišla s hmotou, která se umí sama „léčit“.
Vesmír působí poklidně, nízké oběžné dráhy kolem Země jsou ale přitom značně nebezpečným místem. Od doby, kdy se svět stal závislým na satelitech, roste totiž množství vesmírného odpadu. A při rychlosti 27 tisíc kilometrů za hodinu je ostrým projektilem i prachová částice – teploty se zde přitom pohybují do 150 stupňů pod i nad nulou.
„Součástí programu je testování kombinace pryskyřic a vláken, abychom zjistili, co v takovém prostředí funguje a co má odolnost a vlastnosti, jaké potřebujeme,“ popsal vedoucí sekce obrany a vesmíru Donovan Holmes z Bristolské univerzity.
Nový materiál má výjimečné vlastnosti
Čím těžší je náklad, tím víc paliva je potřeba k vynesení na oběžnou dráhu. Nové materiály musí být proto lehčí než slitiny kovů, které vzešly z vesmírného soupeření mezi Sověty a Američany za studené války a užívají se dodnes. Tyto nároky by mohl splňovat polymer pryskyřic uzavřených mezi uhlíkovými vlákny. Vědci ho zapékají v autoklávu.
„Postupně zvyšujeme tlak a teplotu na 190 stupňů Celsia a tlak na šest barů, děláme to po delší dobu, několik hodin, během nichž laminát ztvrdne,“ vysvětluje Holmes.
Tento nový materiál má oproti těm starším jednu zásadní výhodu: sám se podle vědců při vesmírném poškození „hojí“. „Když ho vystavíme prostředí na nízké orbitě kolem Země, reaguje s atomovým kyslíkem, s jeho radikály, a v zásadě si vytvoří na povrchu slupku – něco jako ochranný kryt polymeru,“ říká Ian Hammerton z Bristolské univerzity.
Materiál má tloušťku jen několik milimetrů, počítá se s ním ale pro výrobu hlavních částí nových vesmírných plavidel a satelitů. „Můžete jej pokládat za přímou náhražku kovových plátů,“ dodává Hammerton.
Do budoucna se zvažuje výroba tohoto kompozitního polymeru přímo ve vesmíru. „Otevře to mnoho možností budovat velmi velké a složité struktury, které budou odolné, silné a lehké. Už vás nebudou omezovat rozměry nákladového prostoru rakety,“ uvedl Holmes.
Od jara příštího roku budou vědci v reálném čase sledovat, jak se jejich vzorkům daří na oběžné dráze. V roce 2023 se pak vrátí na Zem, kde škody prověří podrobněji. Ukáže se, zda materiál opravdu dokázal utržené rány zacelovat. Když se to podaří, bude to další krůček k nové generaci vesmírných lodí.
