Ғарыш кемелерін микрометеороидтар мен орбиталық қоқыстан қорғау қалқаны
Whipple shield
🚀Ғарыш кемелерін микрометеороидтар мен орбиталық қоқыстан қорғау үшін Уиппл қалқаны туралы біліңіз! 🛡️ Бұл қауіпсіздік технологиясының қағидалары мен артықшылықтары.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Микрометеориттер мен орбиталық қалдықтардан ғарыш кемесін қорғау үшін соққы қалқаны. Фред Уиппл ойлап тапқан Уиппл қалқаны немесе Уиппл бамперы – экипажды және экипажсыз ғарыш кемелерін микрометеориттермен және орбиталық қалдықтармен гипер жылдамдықпен болатын соқтығысулардан қорғауға арналған аралықта орналасқан қорғаныш конструкциясының бір түрі. NASA мәліметтері бойынша, Уиппл қалқаны 1 см дейінгі қалдықтармен соқтығысуға төтеп беруге арналған.
Impact shield to protect spacecraft from micrometeoroids and orbital debris
The Whipple shield or Whipple bumper, invented by Fred Whipple, is a type of spaced armor shielding to protect crewed and uncrewed spacecraft from hypervelocity impact / collisions with micrometeoroids and orbital debris whose velocities generally range between According to NASA, the Whipple shield is designed to withstand collisions with debris up to 1 cm.
Қалқан
Ерте ғарыш кемелерінің монолитті қалқандарынан өзгеше, Уиппл қалқандары негізгі ғарыш кемесі қабырғасынан белгілі бір қашықтықта орналасқан салыстырмалы түрде жұқа сыртқы бамперден тұрады. Бампер кіріп келетін бөлшекті тоқтатуға немесе оның энергиясының көп бөлігін жоюға арналмаған, бірақ оны бөліп, шашыратуға, бастапқы бөлшектің энергиясын бампер мен қабырға арасында таралатын көптеген фрагменттерге бөлуге көмектеседі. Бастапқы бөлшектің энергиясы үлкен қабырға аумағына жұқарақ таратылады, бұл оған қарсы тұру мүмкіндігін арттырады. Уиппл қалқаны қатты қалқанмен салыстырғанда ғарыш кемесінің жалпы массасын азайтады (ғарышқа ұшуда мұндай жағдай әрқашан қажет), бірақ қосымша жабық көлем үлкен пайдалы жүк бөлімін қажет етуі мүмкін. Қарапайым Уиппл қалқанының бірнеше түрі бар. "Жұлдызды шаң" ғарыш кемесінде қолданылғандай, көп шок қалқандары, қалқанның ғарыш кемесін қорғау қабілетін арттыру үшін бір-бірінен ажыратылған бірнеше бамперлерді пайдаланады. Қалқанның қатты қабаттары арасында толтыру материалы бар Уиппл қалқандары толтырылған Уиппл қалқандары деп аталады. Мұндай қалқандарды толтыру үшін әдетте Кевлар немесе Nextel алюминий оксиді талшығы сияқты жоғары беріктік материалдар қолданылады. Қалқанның түрі, материалы, қалыңдығы және қабаттар арасындағы қашықтық ең төмен салмақты және ену ықтималдығын азайтатын қалқан жасау үшін өзгертіледі. Халықаралық ғарыш станциясында ғана 100-ден астам қалқан конфигурациясы бар, маңызды және жоғары тәуекелді аймақтар күшейтілген қорғаумен жабдықталған.
In contrast to monolithic shielding of early spacecraft, Whipple shields consist of a relatively thin outer bumper spaced some distance from the main spacecraft wall. The bumper is not expected to stop the incoming particle or even remove much of its energy, but to break up and disperse it, dividing the original particle energy among many fragments that fan out between bumper and wall. The original particle energy is spread more thinly over a larger wall area, which is more likely to withstand it. Although a Whipple shield lowers total spacecraft mass compared to a solid shield (always desirable in spaceflight), the extra enclosed volume may require a larger payload fairing. There are several variations on the simple Whipple shield. Multi shock shields, like the one used on the Stardust spacecraft, use multiple bumpers spaced apart to increase the shield's ability to protect the spacecraft. Whipple shields that have a filling between the rigid layers of the shield are called stuffed Whipple shields. The filling in these shields is usually a high strength material like Kevlar or Nextel aluminium oxide fiber. The type of shield, the material, thickness and distance between layers are varied to produce a shield with minimal mass that will also minimize the probability of penetration. There are over 100 shield configurations on the International Space Station alone, with important and high risk areas having better shielding.