Após sessenta anos de agências espaciais enviando foguetes, satélites e outras missões para a órbita, os detritos espaciais tornaram-se uma preocupação crescente. Não apenas existem grandes pedaços de lixo que podem levar uma nave espacial em um único golpe, mas também existem incontáveis pequenos pedaços de detritos viajando em velocidades muito altas. Esses detritos representam uma séria ameaça à Estação Espacial Internacional (ISS), satélites ativos e futuras missões tripuladas em órbita.
Por esse motivo, a Agência Espacial Européia procura desenvolver melhores blindagens contra detritos para a ISS e as futuras gerações de naves espaciais. Este projeto, apoiado pelo Programa Geral de Tecnologia de Suporte da ESA, realizou recentemente testes de balística que analisaram a eficiência dos novos laminados de fibra de metal (FMLs), que podem substituir a blindagem de alumínio nos próximos anos.
Para resumir, todas e quaisquer missões orbitais - sejam satélites ou estações espaciais - precisam estar preparadas para o risco de colisões de alta velocidade com objetos minúsculos. Isso inclui a possibilidade de colidir com o lixo espacial produzido pelo homem, mas também inclui o risco de dano ao objeto micro-meteoróide (MMOD). Estes são especialmente ameaçadores durante intensos fluxos sazonais de meteoróides, como os Leonidas.
Enquanto pedaços maiores de detritos orbitais - variando de 5 cm a 1 metro de diâmetro - são monitorados regularmente pela NASA e pelo Escritório de Detritos Espaciais da ESA, os pedaços menores são indetectáveis - o que os torna especialmente ameaçadores. Para piorar a situação, colisões entre pedaços de detritos podem causar a formação de mais, um fenômeno conhecido como Efeito Kessler.
E como a presença da humanidade Órbita Near-Earth (NEO) está apenas aumentando, com milhares de satélites, habitats espaciais e missões tripuladas planejadas para as próximas décadas, níveis crescentes de detritos orbitais representam, portanto, um risco crescente. Como o engenheiro Andreas Tesch explicou:
“Esses detritos podem ser muito prejudiciais devido às altas velocidades de impacto de vários quilômetros por segundo. Pedaços maiores de detritos podem pelo menos ser rastreados para que grandes naves espaciais, como a Estação Espacial Internacional, se afastem, mas pedaços menores que 1 cm são difíceis de detectar usando radar - e satélites menores geralmente têm menos oportunidades para evitar colisões . ”
Para ver como a nova blindagem suportaria detritos espaciais, uma equipe de pesquisadores da ESA realizou recentemente um teste em que uma bala de alumínio de 2,8 mm de diâmetro foi disparada contra uma amostra da blindagem da espaçonave - cujos resultados foram filmados por uma câmera de alta velocidade . Nesse tamanho, e com uma velocidade de 7 km / s, a bala efetivamente simulou a energia de impacto que um pequeno pedaço de detrito teria como se tivesse entrado em contato com a ISS.
Como explicou o investigador Benoit Bonvoisin num recente comunicado de imprensa da ESA:
“Usamos uma pistola a gás no Instituto Fraunhofer de Dinâmica de Alta Velocidade da Alemanha para testar um novo material que está sendo considerado para proteger a espaçonave contra detritos espaciais. Nosso projeto analisou vários tipos de 'laminados de fibra de metal' produzidos para nós pela GTM Structures, que são várias camadas finas de metal coladas com material compósito ”.
Como você pode ver no vídeo (postado acima), a bala de alumínio sólido penetrou no escudo, mas depois se partiu em uma lata de fragmentos e vapor, que são muito mais fáceis para a próxima camada de armadura capturar ou desviar. Essa é uma prática padrão ao lidar com detritos espaciais e MMOD, onde vários escudos são colocados em camadas para adsorver e capturar o impacto para que não penetre no casco.
Uma variante comum disso é conhecida como o 'escudo Whipple', que foi originalmente criado para proteger contra poeira de cometa. Essa blindagem consiste em duas camadas, um para-choque e uma parede traseira, com uma distância mútua de 10 a 30 cm (3,93 a 11,8 polegadas). Nesse caso, o FML, produzido para a ESA pela GTM Structures BV (uma empresa aeroespacial da Holanda), consiste em várias camadas finas de metal coladas com um material compósito.
Com base neste teste mais recente, o FML parece ser adequado para evitar danos à ISS e a futuras estações espaciais. Como Benoit indicou, ele e seus colegas agora precisam testar essa proteção em outros tipos de missões orbitais. "O próximo passo seria realizar uma demonstração em órbita em um CubeSat, para avaliar a eficiência desses FMLs no ambiente orbital", disse ele.
E não deixe de curtir este vídeo do Orbital Debris Office da ESA:
