Щит Уипл или Уипл бампер , изобретенный Фред Уиппл , [1] представляет собой тип гиперскоростей ударного щита используется для защиты пилотируемых и необитаемых космических аппаратов от столкновений с микрометеорными и орбитальными обломками , скорости которых обычно находится в диапазоне от 3 до 18 километров в секунду (1,9 и 11,2 миль / с).
Щит [ править ]
В отличие от монолитной защиты ранних космических кораблей, экраны Уиппла состоят из относительно тонкого внешнего бампера, расположенного на некотором расстоянии от основной стенки космического корабля. Ожидается, что бампер не остановит входящую частицу или даже не отнимет большую часть ее энергии, а разбьет и рассеет ее, разделив исходную энергию частицы между множеством фрагментов, которые разлетаются между бампером и стеной. Исходная энергия частицы более тонко распределяется по большей площади стенки, которая с большей вероятностью сможет ей противостоять. Прямая аналогия заключается в том, что более легкий пуленепробиваемый жилет необходим, чтобы остановить заряд птичьего полета, чем одиночная винтовочная пуля с такой же общей массой и кинетической энергией.. Хотя экран Уиппла снижает общую массу космического корабля по сравнению со сплошным экраном, при космических полетах всегда желательна меньшая масса, дополнительный закрытый объем может потребовать большего обтекателя полезной нагрузки .
Существует несколько вариантов простого щита Уиппла. Мульти-ударные щиты , [2] [3] как тот , используемый на Stardust космического аппарата, использовать несколько бамперов расстоянии друг от друга , чтобы увеличить способность щита, чтобы защитить космический корабль. Щиты Уиппла, у которых есть наполнитель между жесткими слоями щита, называются заполненными щитами Уиппла . [4] [5] Наполнитель этих экранов обычно представляет собой высокопрочный материал, такой как кевлар или волокно из оксида алюминия Nextel . [6]Тип экрана, материал, толщина и расстояние между слоями варьируются, чтобы получить экран с минимальной массой, который также минимизирует вероятность проникновения. Только на Международной космической станции имеется более 100 конфигураций щитов [7], причем зоны повышенного риска имеют лучшую защиту.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Уиппл, Фред Л. (1947), «Метеориты и космические путешествия», Astronomical Journal , 52 : 131, Bibcode : 1947AJ ..... 52Q.131W , doi : 10.1086 / 106009
- ^ Cour-Palais, Burton G .; Экипажи, Джин Л. (1990), "Мульти-Ударная Концепция космических аппаратов Экранирование", Международный журнал Impact Engineering , 10 (1-4): 135-146, DOI : 10.1016 / 0734-743X (90) 90054-Y
- ^ США 5067388 , Экипажи, Жанна Л. & Burton Г. Кур-Palais, "гиперзвуковой Impact Shield", выпущенный 26 ноября 1991
- ^ Кристиансен, Эрик Л .; Crews, Жанна Л .; Williamsen, Joel E .; Робинсон, Дженнифер Х .; Нольно, Анжела М. (1995), "Enhanced метеороида и орбитальный мусор экранирующий" , Международный журнал Impact Engineering , 17 (1-3): 217-228, DOI : 10.1016 / 0734-743X (95) 99848-L
- ^ US 5610363 , Crews, Jeanne L .; Эрик Л. Кристиансен и Дженнифер Х. Робинсон и др., "Enhanced Whipple Shield", выпущенный 11 марта 1997 г.
- ^ Керамическая ткань 3M Nextel обеспечивает защиту космической эры (PDF) , компания 3M , получено 4 сентября 2011 г. CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Кристиансен, Eric L. (2003), Метеороид / Обломки Экранирование (PDF) , Вашингтон , округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, стр. 13, TP − 2003-210788, заархивировано из оригинального (технического отчета) 25 февраля 2013 г. CS1 maint: discouraged parameter (link)
Внешние ссылки [ править ]
- Краткие описания защиты космических аппаратов НАСА
- Воспоминания Б.Г. Кур-Пале о программе защиты от метеороидов Аполлона
- Проектирование и разработка метеороидного щита Skylab
- Пылезащитный экран ESA Giotto
- Рассказ JL Crews об изобретении противоударного щита, стр. 21–29.
- Установка одеял Nextel / Kevlar в лаборатории Destiny, набитых Whipple Shields
- Разработка системы защиты от метеороидов / мусора в ЕКА для ATV и Columbus
- Испытание на сверхскоростной удар в JAXA противоосколочного щита Кибо
