В 2007 году космический мусор пробил панель радиатора американского шаттла Endeavour. Программа шаттлов завершилась в 2011 году, но проблема мусора усугубилась, поскольку мы запускаем больше спутниковых группировок, телескопов и космических кораблей. Китайские ученые разработали новый алюминиевый материал, вдохновленный яичной скорлупой, который может обеспечить улучшенную защиту от фрагментов мусора, согласно новой статье в Journal of Applied Physics.

Яичная скорлупа давно fascинирует ученых своими механическими свойствами. В 2012 году инженер-механик Массачусетского технологического института Педро Рейс стал соавтором статьи, демонстрирующей связь между овоидной геометрией яйца и его жесткостью. Рейс начал изучать яичную скорлупу после участия в популярной физической демонстрации: ходьба по картонным лоткам с яйцами, не разбивая их. Ключом было выровнять яйца узким концом вверх и распределить вес по всей поверхности.

В 1950-х и 1960-х годах аэрокосмическая промышленность сочла устойчивость яичной скорлупы к растрескиванию полезной для анализа отказов металлических оболочек самолетов. Яичная скорлупа в основном состоит из кристаллов карбоната кальция, встроенных в белковую матрицу, усиленную тонкой внутренней коллагеновой мембраной. Ранее в этом году коллега Рейса из Массачусетского технологического института Тал Коэн проверила предположение, что бросать яйца вертикально лучше всего, обнаружив, что яйца, падающие горизонтально, поглощают больше энергии и трескаются реже.

Отчет НАСА за 2021 год оценил около 34 000 кусков мусора размером более 10 сантиметров на низкой околоземной орбите, 900 000 кусков от 1 см до 10 см и 128 миллионов кусков меньше 1 см. Даже мелкий мусор может повредить космические корабли из-за высоких скоростей. Космические корабли обычно защищены щитами Уиппла, но новый материал, вдохновленный яичной скорлупой, может обеспечить лучшую защиту.

Ключевые объекты: Люди: Педро Рейс, Тал Коэн

Часто задаваемые вопросы: Как материал, вдохновленный яичной скорлупой, защищает космические корабли?

Новый алюминиевый материал имитирует структуру яичной скорлупы, которая устойчива к растрескиванию благодаря кристаллам карбоната кальция в белковой матрице. Он оказался более эффективным в ударопрочности при 3D-печати в виде массивов яичной скорлупы, заполненных водой.

Часто задаваемые вопросы: Как материал, вдохновленный яичной скорлупой, защищает космические корабли?

Новый алюминиевый материал имитирует структуру яичной скорлупы, которая устойчива к растрескиванию благодаря кристаллам карбоната кальция в белковой матрице. Он оказался более эффективным в ударопрочности при 3D-печати в виде массивов яичной скорлупы, заполненных водой.