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“.
Ve vesmíru má sloužit nový materiál, který se umí sám zacelit. Vyvíjí ho na Bristolské univerzitě
Horizont ČT24 - Hledání nových materiálů pro vesmír (zdroj: ČT24)
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.