Представете си сателит, който се поправя сам в Космоса, елиминирайки микропукнатини.

Звучи като научна фантастика, но може да се превърне в реалност съвсем скоро, ако европейски инженери успеят да създадат апарат, базиран на разработен от тях самовъзстановяващ се композит.

Самовъзстановяващ се материал

На пръв поглед изглежда, че космическите апарати, които не са подложени на триене във вакуум, могат да работят почти вечно.

В действителност обаче техните конструкции, особено тези от композитни материали, са постоянно изложени на комплексни въздействия, които могат да доведат до разрушаването им.

Но какво би станало, ако космическите апарати можеха сами да възстановяват структурата си след откриване на микропукнатини?

Тази невероятна идея скоро може да стане реалност благодарение на инженери от швейцарската компания CompPair and CSEM и техните колеги от Com&Sens.

Те работят по проекта Cassandra за Европейската космическа агенция, който цели да интегрира сензори и нагревателни елементи в състава на композитния материал.

Пукнатини в композитния материал

Композитните материали, или просто композити, са отличен избор за космически апарати.

Те се състоят от подсилващ елемент, потопен в матрица, което позволява да се комбинират предимствата и на двете съставки, без техните недостатъци.

Обикновено това са въглеродни влакна в полимерна среда, което позволява създаването на много леки и здрави конструкции.

Рано или късно обаче във всеки полимерен материал се появява микропукнатина, която започва да расте и в крайна сметка целият елемент се разрушава.

Именно този проблем трябва да реши проектът Cassandra.

Подходът се състои в това, че в композитния материал се интегрират не само подсилващи елементи, но и сензори и метална мрежа, по която може да се пусне електрически ток.

Идеята е доста проста. Ако сензорите усетят, че в елемента са се появили микропукнатини, например чрез промяна в напрежението, към нагревателните елементи се подава ток.

Той разтопява материала, който от своя страна запълва нарушената цялост.

Резултати от изследванията

Всичко това обаче е на теория. На практика инженерите са провели само първоначални тестове. За тях са използвани различни образци с размери от 2 x 10 до 40 x 40 см.

Повредите са нанасяни контролирано, тъй като учените са се интересували предимно дали сензорите ще могат да реагират адекватно на тях.

Едновременно с това е проверявана и устойчивостта на термичен шок, тоест на рязко охлаждане.

Като цяло всички тестове могат да се считат за успешни. Микропукнатините са били успешно отстранени. Инженерите обаче неслучайно са проверявали термичната устойчивост.

Те разбират, че технологията може да бъде оценена истински само върху реален детайл. Затова следващата стъпка е от този материал да бъде изработен цял криогенен резервоар.