2007年、宇宙デブリがアメリカのスペースシャトル「エンデバー」のラジエーターパネルに穴を開けました。シャトル計画は2011年に終了しましたが、より多くの衛星コンステレーション、望遠鏡、宇宙船を打ち上げるにつれて、デブリ問題は深刻化しています。中国の科学者たちは、卵の殻に着想を得た新しいアルミニウム素材を考案し、デブリの破片に対する保護を強化できる可能性があります。これは『Journal of Applied Physics』に掲載された新しい論文によるものです。

卵の殻は、その力学的特性から長い間科学者を魅了してきました。2012年、MITの機械工学者ペドロ・レイスは、卵の卵形の形状とその剛性との関連を示す論文を共著しました。レイスは、人気の物理学デモに参加した後、卵の殻の研究を始めました。それは、卵を割らずに卵パックの上を歩くというものです。鍵は、卵の細い端を上に向けて整列させ、重量を表面全体に分散させることでした。

1950年代から1960年代にかけて、航空宇宙産業は、飛行機の金属シェルの破壊分析に卵の殻の耐破砕性が役立つことを発見しました。卵の殻は主に、タンパク質マトリックスに埋め込まれた炭酸カルシウムの結晶で構成され、薄いコラーゲンの内膜によって補強されています。今年の初め、レイスのMITの同僚であるタル・コーエンは、卵を垂直に落とすのが最良であるという仮定を検証し、水平に落ちる卵の方がより多くのエネルギーを吸収し、ひび割れが少ないことを発見しました。

NASAの2021年の報告書は、低軌道に10センチメートルを超えるデブリが約34,000個、1センチメートルから10センチメートルの間が900,000個、1センチメートル未満が1億2,800万個あると推定しました。小さなデブリでも、高速のため宇宙船に損傷を与える可能性があります。宇宙船は通常、ホイップルシールドで保護されていますが、卵の殻に着想を得た新しい素材はより良い保護を提供できる可能性があります。

主要なエンティティ：人物：ペドロ・レイス、タル・コーエン

よくある質問：卵の殻に着想を得た素材はどのように宇宙船を保護しますか？

新しいアルミニウム素材は、タンパク質マトリックス中の炭酸カルシウム結晶により破砕に耐える卵の殻の構造を模倣しています。水を満たした卵の殻アレイとして3Dプリントされたとき、耐衝撃性においてより効果的であることが証明されました。

よくある質問：卵の殻に着想を得た素材はどのように宇宙船を保護しますか？

新しいアルミニウム素材は、タンパク質マトリックス中の炭酸カルシウム結晶により破砕に耐える卵の殻の構造を模倣しています。水を満たした卵の殻アレイとして3Dプリントされたとき、耐衝撃性においてより効果的であることが証明されました。