خبر کامل
الهام از پوسته تخممرغ برای مقابله با زبالههای فضایی و محافظت از فضاپیماها
با افزایش گسترده فعالیتهای فضایی، تهدید زبالههای فضایی به یکی از چالشهای امنیتی و فنی برای مأموریتهای کیهانی تبدیل شده است؛ موضوعی که دانشمندان را به سمت استفاده از الگوهای طبیعت برای طراحی سپرهای محافظتی سوق داده است.
چالش بحرانی زبالههای فضایی در مدار زمین
در حال حاضر، نزدیک به یک میلیون قطعه زباله فضایی با ابعاد بیش از یک سانتیمتر در مدار نزدیک زمین در حال گردش هستند. این بقایا که شامل قطعات ماهوارهها و راکتهای قدیمی است، با سرعتهای بسیار بالا حرکت میکنند و کوچکترین برخورد آنها میتواند آسیبهای جبرانناپذیری به تجهیزات گرانقیمت فضایی وارد کند.
توسعه سپرهای محافظتی نیازمند تعادلی دقیق میان سبکی وزن و مقاومت مکانیکی است. از یک سو، فضاپیماها برای بهینهسازی مصرف سوخت باید سبک باشند و از سوی دیگر، باید توانایی خنثیسازی انرژی برخورد پرتابههای پرسرعت را داشته باشند.
نوآوری زیستالهام: از پوسته تخممرغ تا سپر فضایی
تیم پژوهشی به سرپرستی یوکسین وانگ از دانشگاه فناوری دالیان در چین، با الهام از ساختارهای زیستی، پروژهای نوین را برای مقابله با این خطرات آغاز کرده است. این دانشمندان با بازآفرینی ساختار پوسته تخممرغ، سعی در ایجاد سازهای مقاوم و در عین حال سبک دارند.
"ساختارهای طبیعی طی فرآیند انطباق بلندمدت، توانمندی شگفتانگیزی در جذب انرژی پیدا کردهاند که میتوان از آنها در مهندسی نوین بهره برد."
جزئیات آزمایش و عملکرد ساختار جدید
در این تحقیق، پوستههای آلومینیومی با شکل تخممرغ طراحی و با آب پر شدند. این ساختارها در چیدمانهای مختلف تحت آزمایش قرار گرفتند تا میزان کارایی آنها در برابر برخورد گلولههای پرسرعت سنجیده شود. نتایج حاصل از این آزمایشها نشان داد که این مدل جدید بسیار کارآمدتر از صفحات آلومینیومی معمولی عمل میکند.
| نوع ساختار محافظ | میزان کاهش سرعت پرتابه |
|---|---|
| صفحات آلومینیومی معمولی | ۵۱٪ |
| پوستههای تخممرغی پر از آب | ۶۵٪ |
تحلیلها نشان میدهد که در این ساختار، انرژی برخورد به جای تمرکز در یک نقطه، از طریق تغییر شکل زنجیرهای پوستهها و تلاطم آب درون آنها، در کل سازه پخش و جذب میشود. این فرآیند باعث میشود نیروی تخریبی به شکل چشمگیری کاهش یابد.
آینده سپرهای محافظتی سبکوزن
اگرچه این دستاورد گام بزرگی در مهندسی زیستالهام محسوب میشود، اما محققان تأکید دارند که پیش از کاربرد عملی در فضاپیماها، باید هندسه سازه و نوع پرکننده آن برای رسیدن به حداکثر کارایی، باز هم بهینهسازی شود.
این پژوهش که در نشریه معتبر Journal of Applied Physics منتشر شده است، مسیر جدیدی را برای حفاظت از تجهیزات فضایی در برابر زبالههای سرگردان باز میکند.
درباره هوشمصنوعی دستاول:
تمامی اخبار دستاول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحتسنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با دادههای جدید آموزش داده میشود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دستاول در حال بهتر شدن است.
شما میتوانید از چتبات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
