Введение
Щит Уиппеля, или бампер Уиппеля, изобретенный Фредом Уиппелем, — это тип многослойной защиты, предназначенный для защиты пилотируемых и беспилотных космических аппаратов от гиперскоростных ударов и столкновений с микрометеоритами и космическим мусором, скорости которого обычно находятся в диапазоне… По данным NASA, щит Уиппеля рассчитан на выдерживание столкновений с обломками размером до 1 см.
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.
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 и даже не заберет большую часть её энергии, но разрушит и рассеет её, распределив первоначальную энергию частицы между множеством фрагментов, которые разлетятся между бампером и стенкой. Первоначальная энергия частицы распределяется более тонким слоем по большей площади стенки, что повышает её устойчивость. Хотя щит Уиппла снижает общую массу космического аппарата по сравнению с цельным щитом (что всегда желательно в космических полетах), дополнительный внутренний объем может потребовать использования большего обтекателя полезной нагрузки. Существует несколько модификаций простого щита Уиппла. Многослойные щиты, такие как используемый на космическом аппарате "Стардюст", применяют несколько бамперов, расположенных на расстоянии друг от друга, для повышения защитных свойств щита. Щиты Уиппла, имеющие заполнение между жесткими слоями, называются заполненными щитами Уиппла. Заполнение в этих щитах обычно представляет собой высокопрочный материал, например, кевлар или волокно оксида алюминия Nextel. Тип щита, материал, толщина и расстояние между слоями варьируются для создания щита с минимальной массой, который также минимизирует вероятность пробития. Только на Международной космической станции используется более 100 различных конфигураций щитов, при этом наиболее важные и подверженные риску зоны имеют усиленную защиту.