Алюминиевые оболочки в форме яичной скорлупы снижают скорость космического мусора при ударе почти на 65%

Исследователи из Даляньского технологического университета (Китай) испытали защитную конструкцию для космических аппаратов, состоящую из заполненных водой алюминиевых элементов в форме яичной скорлупы; такая конструкция позволяет снизить скорость летящего объекта при ударе почти на 65%.

В исследовании, опубликованном в журнале *Journal of Applied Physics*, рассматривались способы защиты космических аппаратов от растущего объема мусора на околоземной орбите. По оценкам ученых, в настоящее время на орбите находится около миллиона фрагментов мусора размером более 1 см.

Алюминиевые оболочки поглощают энергию удара

Один из авторов работы, Юйсинь Ван, отметил: «Отдельная оболочка в форме яичной скорлупы легко разрушается под воздействием локальной силы, однако механизм защиты, обеспечиваемый массивом таких элементов, работает совершенно иначе».

В конструкции используются небольшие алюминиевые элементы, напоминающие по форме яичную скорлупу; они заполнены водой и размещены между двумя алюминиевыми пластинами. Элементы ориентированы тупым концом вниз.

При ударе летящего объекта о пластину оболочки разрушаются и деформируются последовательно одна за другой. Это распределяет энергию удара по всей конструкции, предотвращая концентрацию силы в одной точке.

Вода внутри оболочек служит дополнительным защитным слоем. При ударе она приходит в движение внутри элементов, способствуя гашению ударных волн и обеспечивая поглощение большей части энергии.

Исследователи сравнили эффективность обычных алюминиевых пластин, алюминиевых сфер с водой и конструкций из элементов в форме яичной скорлупы, используя модели, напечатанные на 3D-принтере, и методы компьютерного моделирования.

Наилучшие результаты показала конструкция с элементами в форме яичной скорлупы. Она позволила снизить скорость летящего объекта почти на 65%, тогда как при использовании только алюминиевых пластин этот показатель составил 51%.