في عام 2007، اخترق الحطام الفضائي لوحة المبرد لمكوك الفضاء الأمريكي إنديفور. انتهى برنامج المكوك في عام 2011، لكن مشكلة الحطام تفاقمت مع إطلاقنا المزيد من أبراج الأقمار الصناعية والتلسكوبات والمركبات الفضائية. ابتكر علماء صينيون مادة ألمنيوم جديدة مستوحاة من قشر البيض يمكن أن توفر حماية معززة ضد شظايا الحطام، وفقًا لورقة بحثية جديدة في مجلة الفيزياء التطبيقية.

لطالما فتنت قشور البيض العلماء بخصائصها الميكانيكية. في عام 2012، شارك المهندس الميكانيكي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بيدرو ريس في تأليف ورقة بحثية أظهرت العلاقة بين الشكل البيضاوي للبيضة وصلابتها. بدأ ريس دراسة قشور البيض بعد مشاركته في عرض فيزيائي شائع: المشي على كراتين البيض دون كسرها. كان المفتاح هو محاذاة البيض بحيث يكون طرفه الضيق متجهًا لأعلى وتوزيع الوزن على كامل السطح.

في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، وجدت صناعة الطيران أن مقاومة قشور البيض للتكسر مفيدة لتحليل فشل الأغلفة المعدنية للطائرات. تتكون قشرة البيضة بشكل أساسي من بلورات كربونات الكالسيوم المضمنة في مصفوفة بروتينية، مدعومة بغشاء داخلي رقيق من الكولاجين. في وقت سابق من هذا العام، اختبرت زميلة ريس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تال كوهين، الافتراض القائل إن إسقاط البيض عموديًا هو الأفضل، ووجدت أن البيض الذي يسقط أفقيًا يمتص طاقة أكبر ويتشقق بشكل أقل تكرارًا.

قدّر تقرير صادر عن ناسا عام 2021 وجود حوالي 34,000 قطعة حطام أكبر من 10 سنتيمترات في مدار أرضي منخفض، و900,000 قطعة بين 1 سم و10 سم، و128 مليون قطعة أصغر من 1 سم. حتى الحطام الصغير يمكن أن يلحق الضرر بالمركبات الفضائية بسبب السرعات العالية. عادةً ما تكون المركبات الفضائية محمية بدروع ويبل، لكن المادة الجديدة المستوحاة من قشر البيض قد توفر حماية أفضل.

الكيانات الرئيسية: الأشخاص: بيدرو ريس، تال كوهين

الأسئلة الشائعة: كيف تحمي المادة المستوحاة من قشر البيض المركبات الفضائية؟

تحاكي مادة الألمنيوم الجديدة بنية قشر البيض، التي تقاوم التكسر بسبب بلورات كربونات الكالسيوم في مصفوفة بروتينية. أثبتت فعاليتها الأكبر في مقاومة الصدمات عندما طُبعت ثلاثية الأبعاد كمصفوفات قشر بيض مملوءة بالماء.

الأسئلة الشائعة: كيف تحمي المادة المستوحاة من قشر البيض المركبات الفضائية؟

تحاكي مادة الألمنيوم الجديدة بنية قشر البيض، التي تقاوم التكسر بسبب بلورات كربونات الكالسيوم في مصفوفة بروتينية. أثبتت فعاليتها الأكبر في مقاومة الصدمات عندما طُبعت ثلاثية الأبعاد كمصفوفات قشر بيض مملوءة بالماء.