stringtranslate.com

щит Уиппла

Щит Whipple, используемый на зонде NASA Stardust

Щит Уиппла или бампер Уиппла , изобретенный Фредом Уипплом , [1] представляет собой тип экранированной брони для защиты пилотируемых и беспилотных космических аппаратов от гиперскоростных ударов/столкновений с микрометеоритами и орбитальным мусором , скорость которых обычно составляет от 3 до 18 километров в секунду (от 1,9 до 11,2 миль/с). По данным НАСА, щит Уиппла рассчитан на то, чтобы выдерживать столкновения с мусором размером до 1 см. [2]

Щит

В отличие от монолитной защиты ранних космических аппаратов, щиты Уиппла состоят из относительно тонкого внешнего бампера, расположенного на некотором расстоянии от основной стенки космического аппарата. Ожидается, что бампер не остановит входящую частицу или даже заберет большую часть ее энергии, а разобьет и рассеет ее, разделив первоначальную энергию частицы среди множества фрагментов, которые разлетаются веером между бампером и стенкой. Первоначальная энергия частицы распределяется более тонко по большей площади стенки, которая с большей вероятностью выдержит ее. Хотя щит Уиппла снижает общую массу космического аппарата по сравнению с сплошным щитом (всегда желательным в космических полетах), дополнительный закрытый объем может потребовать большего обтекателя полезной нагрузки .

Существует несколько вариаций простого щита Уиппла. Многошоковые щиты, [3] [4], подобные используемому на космическом корабле Stardust , используют несколько бамперов, разнесенных друг от друга, чтобы увеличить способность щита защищать космический корабль. Щиты Уиппла, имеющие наполнитель между жесткими слоями щита, называются заполненными щитами Уиппла . [5] [6] Наполнитель в этих щитах обычно представляет собой высокопрочный материал, такой как кевлар или волокно из оксида алюминия Nextel . [7] Тип щита, материал, толщина и расстояние между слоями варьируются для получения щита с минимальной массой, который также минимизирует вероятность проникновения. Только на Международной космической станции существует более 100 конфигураций щита , [8] при этом важные и высокорисковые зоны имеют лучшую защиту.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Уиппл, Фред Л. (1947), «Метеориты и космические путешествия», Astronomical Journal , 52 : 131, Bibcode : 1947AJ.....52Q.131W, doi : 10.1086/106009.
  2. ^ "Звездный щит Уиппла".
  3. ^ Кур-Пале, Бертон Г.; Крюс, Жанна Л. (1990), «Концепция защиты космических аппаратов от многоударных воздействий», Международный журнал ударной техники , 10 (1–4): 135–146, Bibcode : 1990IJIE...10..135C, doi : 10.1016/0734-743X(90)90054-Y.
  4. ↑ US 5067388, Crews, Jeanne L. & Cour-Palais, Burton G., «Hypervelocity Impact Shield», выдан 26 ноября 1991  г.
  5. ^ Кристиансен, Эрик Л.; Крюс, Джин Л.; Уильямсен, Джоэл Э.; Робинсон, Дженнифер Х.; Нолен, Анджела М. (1995), «Улучшенная защита от метеороидов и орбитального мусора», Международный журнал по ударной технике , 17 (1–3): 217–228, Bibcode : 1995IJIE...17..217C, doi : 10.1016/0734-743X(95)99848-L.
  6. ↑ US 5610363, Crews, Jeanne L.; Christiansen, Eric L. & Robinson, Jennifer H. et al., «Enhanced Whipple Shield», опубликовано 11 марта 1997 г. 
  7. ^ Керамическая ткань 3M Nextel предлагает защиту космической эры (PDF) , 3M Company , получено 4 сентября 2011 г..
  8. ^ Кристиансен, Эрик Л. (2003), Защита от метеоритов/мусора (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, стр. 13, TP−2003-210788, архивировано из оригинала (Технический отчет) 25.02.2013.

Внешние ссылки