Космическим аппаратам в открытом космосе угрожают механические повреждения, которые неизбежно возникают из-за природных объектов и обломков космического мусора. В рамках инициативы ESA идёт создание материала, который может самостоятельно устранять микротрещины, возникающие в процессе эксплуатации.
Для этой цели специалисты Европейского космического агентства (ESA) в рамках проекта Cassandra используют композитный материал HealTech, который интегрируют с системой датчиков и нагревательных элементов. Технология была испытана на тестовой пластине размером 40 на 40 см, получившей нужные элементы. HealTech представляет собой углеволокно с восстанавливающим составом, который активируется при нагреве и заполняет трещины и мелкие дефекты. За обнаружение дефектов отвечают специальные датчики, распределённые по поверхности пластины.
Углеволокно уже давно применяется в конструкции космических аппаратов, но в процессе эксплуатации образуются микротрещины из-за вибраций, механических нагрузок и температурных перепадов. При нагреве композитный материал HealTech позволяет восстанавливающему веществу заполнять микротрещины, обеспечивая необходимую структурную прочность. Для обнаружения дефектов используется сеть миниатюрных датчиков на основе оптоволокна. Нагревательные элементы, размещённые в узлах созданной на 3D-принтере сетки, выборочно нагревают дефектные участки до 100-140 градусов Цельсия, автоматически устраняя микротрещины.
Следующим шагом разработчики планируют протестировать технологию на полном конструктивном элементе, таком как топливный бак. В проекте участвуют швейцарские компании CompPair и CSEM, а также бельгийская Com&Sens. Применение самовосстанавливающихся конструкционных материалов может сократить время на осмотр и ремонт многоразовых ракет-носителей, продлить их срок службы и уменьшить период окупаемости. Такие технологии особенно полезны в производстве конструктивных элементов космических аппаратов, подверженных резким температурным перепадам, как, например, топливные баки. Кроме того, использование углеволокна позволяет уменьшить массу ракет, не снижая прочность конструкции.
Источник: Space