Después de sesenta años de agencias espaciales enviando cohetes, satélites y otras misiones a la órbita, los desechos espaciales se han convertido en una preocupación creciente. No solo hay grandes piezas de basura que podrían sacar una nave espacial de un solo golpe, sino que también hay innumerables pequeñas piezas de escombros que viajan a velocidades muy altas. Estos escombros representan una seria amenaza para la Estación Espacial Internacional (ISS), los satélites activos y las futuras misiones tripuladas en órbita.
Por esta razón, la Agencia Espacial Europea está buscando desarrollar un mejor blindaje de escombros para la ISS y las futuras generaciones de naves espaciales. Este proyecto, que cuenta con el respaldo del Programa de Tecnología de Apoyo General de la ESA, realizó recientemente pruebas de balística que analizaron la eficiencia de los nuevos laminados de fibra de metal (FML), que pueden reemplazar el blindaje de aluminio en los próximos años.
Para desglosarlo, todas y cada una de las misiones orbitales, ya sean satélites o estaciones espaciales, deben estar preparadas para el riesgo de colisiones a alta velocidad con objetos pequeños. Esto incluye la posibilidad de colisionar con basura espacial hecha por el hombre, pero también incluye el riesgo de daño a objetos micro-meteororoides (MMOD). Estos son especialmente amenazantes durante las intensas corrientes de meteoritos estacionales, como las Leónidas.
Si bien la NASA y la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA monitorean regularmente piezas más grandes de desechos orbitales, que van desde 5 cm (2 pulgadas) hasta 1 metro (1.09 yardas) de diámetro, las piezas más pequeñas son indetectables, lo que las hace especialmente amenazantes. Para empeorar las cosas, las colisiones entre pedazos de escombros pueden hacer que se formen más, un fenómeno conocido como el efecto Kessler.
Y dado que la presencia de la humanidad en la órbita cercana a la Tierra (NEO) solo está aumentando, con miles de satélites, hábitats espaciales y misiones tripuladas planificadas para las próximas décadas, los crecientes niveles de desechos orbitales representan un riesgo cada vez mayor. Como explicó el ingeniero Andreas Tesch:
“Tales desechos pueden ser muy dañinos debido a sus altas velocidades de impacto de múltiples kilómetros por segundo. Las piezas más grandes de escombros pueden al menos rastrearse para que las naves espaciales grandes como la Estación Espacial Internacional puedan moverse, pero las piezas de menos de 1 cm son difíciles de detectar usando el radar, y los satélites más pequeños tienen en general menos oportunidades para evitar colisiones . "
Para ver cómo su nuevo blindaje resistiría los desechos espaciales, un equipo de investigadores de la ESA realizó recientemente una prueba donde se disparó una bala de aluminio de 2,8 mm de diámetro a la muestra del escudo de la nave espacial, cuyos resultados fueron filmados por una cámara de alta velocidad . Con este tamaño, y con una velocidad de 7 km / s, la bala simuló efectivamente la energía de impacto que tendría un pequeño pedazo de escombros como si entrara en contacto con la EEI.
Como explicó el investigador Benoit Bonvoisin en un reciente comunicado de prensa de la ESA:
"Utilizamos una pistola de gas en el Instituto Fraunhofer de Dinámica de Alta Velocidad de Alemania para probar un material novedoso que se está considerando para proteger las naves espaciales contra los desechos espaciales. Nuestro proyecto ha estado buscando varios tipos de "laminados de metal de fibra" producidos para nosotros por GTM Structures, que son varias capas de metal delgadas unidas entre sí con material compuesto ".
Como puede ver en el video (publicado arriba), la bala de aluminio sólido penetró el escudo, pero luego se rompió en una gran cantidad de fragmentos y vapor, que son mucho más fáciles de capturar o desviar para la siguiente capa de armadura. Esta es una práctica estándar cuando se trata de desechos espaciales y MMOD, donde se colocan múltiples escudos en capas para adsorber y capturar el impacto para que no penetre en el casco.
Una variante común de esto se conoce como el "escudo Whipple", que fue originalmente diseñado para proteger contra el polvo del cometa. Este blindaje consta de dos capas, un parachoques y una pared trasera, con una distancia mutua de 10 a 30 cm (3,93 a 11,8 pulgadas). En este caso, la FML, que es producida para la ESA por GTM Structures BV (una compañía aeroespacial con sede en los Países Bajos), consiste en varias capas metálicas delgadas unidas entre sí con un material compuesto.
Basado en esta última prueba, el FML parece ser muy adecuado para prevenir daños a la ISS y futuras estaciones espaciales. Como Benoit indicó, él y sus colegas ahora necesitan probar este blindaje en otros tipos de misiones orbitales. "El siguiente paso sería realizar una demostración en órbita en un CubeSat, para evaluar la eficiencia de estos FML en el entorno orbital", dijo.
Y asegúrese de disfrutar este video de la Oficina de Residuos Orbitales de la ESA:
