Фото: Ars Technica
Исследователи предложили усилить защиту космических аппаратов от столкновений с обломками с помощью конструкции, напоминающей яичную скорлупу. Сейчас для этого обычно применяют экраны Уиппла: тонкий внешний слой располагается на расстоянии от корпуса и разрушает частицы при ударе, распределяя энергию по большей площади.
Авторы работы напечатали на 3D-принтере три варианта алюминиевых конструкций. Они сравнили обычные алюминиевые пластины, заполненные водой алюминиевые сферы между пластинами и массивы в форме скорлупы, также наполненные водой. Испытания проводились с помощью компьютерного моделирования и экспериментов на газовой пушке, имитировавших столкновения на высокой скорости.
Наилучший результат показали водонаполненные конструкции в форме скорлупы. Они выдерживали значительные нагрузки и снижали скорость снарядов почти на 65 процентов, тогда как обычные алюминиевые пластины обеспечивали снижение примерно на 51 процент.
Вода внутри элементов помогала рассеивать энергию удара и препятствовала распространению ударных волн. Дополнительные испытания показали, что наиболее эффективной оказалась конфигурация, при которой элементы устанавливались вертикально, а их узкие концы соприкасались с верхней алюминиевой пластиной.
Соавтор исследования Юйсянь Ван из Даляньского технологического университета отметил, что отдельная скорлупа легко разрушается при локальном воздействии. Однако совместная деформация множества таких элементов преобразует точечную нагрузку в распределенное рассеивание энергии по всей защитной структуре, что повышает устойчивость пластин к ударам.
Исследователи считают первые результаты перспективными, но указывают на необходимость новых экспериментов для доработки конструкции и повышения ее способности поглощать энергию. Работа опубликована в Journal of Applied Physics в 2026 году, DOI: 10.1063/5.0324502.