DETRITI SPAZIALI

Attorno alla Terra orbita qualche migliaio di tonnellate di detriti, con dimensioni che vanno da qualche millimetro a qualche centimetro. E uno direbbe: ma si`, cosa saranno mai un bulloncino di alluminio o un pezzettino di lamiera? Bhe` niente, se non fosse che viaggiano a 10 km/s.

Uno dei problemi maggiori da tenere in considerazione nelle applicazioni spaziali e nella realizzazione della struttura, e` proprio l’impatto da detriti e micrometeoriti.

Senza i giusti accorgimenti, la struttura puo` essere gravemente danneggiata o perforata. I pannelli solari sono il punto piu` debole, dal momento che proteggerne la superficie ne farebbe perdere le funzionalita`. Nell’immagine sotto viene indicato un danno di 40 cm di diametro su un pannello di un satellite per osservazioni, generato dall'impatto di un detrito di 5 mm.

Le soluzioni a questo problema, oltre che la scelta del percorso e delle traiettorie ottimali, sono:

• Ridondanza: Costruire una struttura in modo ridondante, ripetitivo, piu` strutture identiche che svolgono la stessa funzione, di modo che quando una viene danneggiata, sono presenti le altre.
• Pannelli multistrato: il detrito viene frammentato in piu` parti ad ogni impatto. In questo modo si aumenta la superficie di impatto negli strati successivi. Aumentare la superficie di impatto fa si` che il materiale sia in grado di assorbire una maggiore quantita` di energia senza arrivare a rottura. Sappiamo tutti che e` piu` semplice bucare un palloncino usando uno spillo piuttosto che il polpastrello di un dito. Nella soluzione in figura sotto, lo strato piu` esterno (outer bumper) e` realizzato in lega di alluminio ed ha uno spessore di decimi di millimetro, la strato intermedio e` realizzato in Kevlar ed ha uno spessore di 3 mm, lo strato piu` interno e` nuovamente in lega di alluminio con uno spessore di 1.6 mm.

• Pannelli sandwich: I pannelli sandwich sono pannelli composti da due layer di fibra di carbonio incollati attraverso degli adesivi ad una struttura centrale in alluminio, detta nido d’ape per la sua geometria. Questi pannelli hanno un rapporto rigidezza flessionale/massa mostruoso (quando se ne prende uno si ha la sensazione di avere in mano un pezzo di cartone ma quando lo si prova a piegare si rimane a bocca aperta) e possiedono anche un’ottima resistenza agli impatti, motivo per cui vengono utilizzati anche nelle fusoliere dei moderni aerei realizzati in fibra di carbonio.

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