Разработан самовосстанавливающийся материал для космических кораблей будущего

Для находящихся в космическом пространстве летательных аппаратов серьёзную проблему представляют механические повреждения, неизбежно наносимые как объектами природного происхождения, так и фрагментами космического мусора. Под эгидой ESA сейчас создаётся материал, способный самостоятельно восстанавливаться при возникновении микротрещин в процессе эксплуатации.

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Источник изображения: SpaceX

Для достижения поставленной цели разработчики Европейского космического агентства (ESA) в рамках инициативы Project Cassandra использовали композитный материал HealTech в сочетании с системой датчиков и нагревательных элементов. Технология была опробована на тестовой пластине размерами 40 на 40 см, которая получила необходимое сочетание элементов. Материал HealTech представляет собой углеволокно со встроенным в него восстанавливающим составом, который активируется при нагревании и заполняет собой трещины и небольшие дефекты. За поиск возникающих структурных дефектов отвечают специальные датчики, которые распределены по площади тестовой пластины.

Структурные элементы из углеволокна давно используются при создании космических аппаратов, но в процессе эксплуатации они обретают микротрещины из-за вибрации, механических воздействий и резких перепадов температур. Композитный материал HealTech при нагреве позволяет восстанавливающему веществу заполнять микротрещины и обеспечивать необходимую прочность конструктивного элемента. Для поиска дефектов используется сеть мельчайших датчиков на основе оптоволокна. Нагревательные элементы, расположенные в узлах тончайшей созданной на 3D-принтере сетки, избирательно подогревают место дефекта до температуры от 100 до 140 градусов Цельсия, позволяя автоматически устранить микротрещины.

Команда разработчиков на следующем этапе планирует испытать технологию на целом элементе конструкции типа топливного бака. Участие в проекте принимают швейцарские компании CompPair и CSEM, а также бельгийская Com&Sens. Использование самовосстанавливающихся конструкционных материалов могло бы сократить затраты времени на осмотр и ремонт многоразовых ракет-носителей, а также увеличить срок их службы и сократить период окупаемости. Применение подобных технологий оправдывает себя при создании элементов конструкции космических аппаратов, подвергающихся резким перепадам температур типа тех же топливных баков. Кроме того, использование углеволокна позволяет снизить массу ракет без ущерба для прочности элементов конструкции.