En tidsfördröjningssekvens av självreparation som äger rum. Bildkredit: ESA Klicka för förstoring
Att bygga rymdskepp är ett tufft jobb. Det är precisionstekniker som måste överleva i rymdens lufta miljö, där temperaturer kan svänga från hundratals grader Celsius till hundratals grader under noll i ögonblick. När ett rymdskepp är i omloppsbana har ingenjörer praktiskt taget ingen chans att reparera något som går sönder. Men vad händer om ett rymdskepp kan fixa sig själv?
Tack vare en ny studie finansierad av ESA: s program för allmänna studier och genomförd av institutionen för flyg- och rymdteknik, University of Bristol, Storbritannien, har ingenjörer tagit ett steg mot den fantastiska möjligheten. De tog inspiration från naturen.
”När vi skär oss själva behöver vi inte lima oss ihop igen, utan har en självhelande mekanism. Vårt blod hårdnar för att bilda en skyddande tätning för ny hud att bildas under, säger Dr Christopher Semprimoschnig, en materialforskare vid ESA: s European Space Technology Research Center (ESTEC) i Nederländerna, som övervakade studien.
Han föreställde sig sådana snitt som analoga med det "slitage" som rymdskeppet lidit. Extrema temperaturer kan orsaka att små sprickor öppnas i överbyggnaden, liksom påverkan av mikrometeroider - små dammkorn som körs med anmärkningsvärda hastigheter på flera kilometer per sekund. Under uppdragets livstid bygger sprickorna upp och försvagar rymdskeppet tills ett katastrofalt misslyckande blir oundvikligt.
Utmaningen för Semprimoschnig var att replikera den mänskliga processen för att läka små sprickor innan de kan öppna sig för något mer allvarligt. Han och teamet i Bristol gjorde det genom att ersätta några procent av fibrerna som löper genom ett hartsartat kompositmaterial, liknande det som användes för att tillverka rymdskeppskomponenter, med ihåliga fibrer som innehåller limmaterial. Ironiskt nog, för att göra materialet självreparerbart, måste de ihåliga fibrerna vara gjorda av ett lätt brytbart ämne: glas. "När skador uppstår måste fibrerna bryta lätt, annars kan de inte släppa ut vätskorna för att fylla sprickorna och utföra reparationen," säger Semprimoschnig.
Hos människor reagerar luften kemiskt med blodet och härdar det. I luftrummet i rymden måste alternerande mekaniska vener fyllas med flytande harts och en speciell härdare som läcker ut och blandas när fibrerna bryts. Båda måste vara rinnande nog för att fylla sprickorna snabbt och härda innan det förångas.
"Vi har tagit det första steget, men det ska åtminstone ett decennium innan den här tekniken hittar sin väg till ett rymdskepp", säger Semprimoschnig, som tror att större tester nu behövs.
Löfte om självhelande rymdskepp öppnar upp möjligheten för längre uppdrag. Fördelarna är tvåfaldiga. För det första skulle en fördubbling av livslängden för ett rymdskepp i omloppsbana runt Jorden grovt halvera kostnaden för uppdraget. För det andra innebär en fördubbling av rymdskeppslivstider att uppdragsplanerare kan överväga uppdrag till avlägsna destinationer i solsystemet som för närvarande är för riskabla.
Kort sagt, självhelande rymdskepp lovar en ny era av mer pålitlig rymdfarkoster, vilket betyder mer data för forskare och mer pålitliga telekommunikationsmöjligheter för oss alla.
Originalkälla: ESA Portal
