חומר שיגן מפני התנגשות בחלל
הרסיסים שהתפזרו בהתנגשות הלוויינים ביום רביעי בלילה, יכולים להיות מסוכנים ללוויינים, למעבורות ולתחנת החלל. צוות מדענים ישראלי מפתח חומר שיגן על ציוד בחלל מפני התנגשויות
פסולת חללית נעה במהירויות-על של עד עשרות ק"מ בשנייה ומורכבת משברים גדולים כגון חלקי לוויינים נטושים וחלקיקים קטנים שמקורם בפגיעות של גופים חלליים זה בזה. כמות הפסולת החללית המקיפה את כדור הארץ במסלולים נמוכים הולכת וגדלה בעשורים האחרונים, בהתאם לגידול במספר המשימות המשוגרות לחלל. חלקיקים בגודל של מספר סנטימטר ומעלה עלולים לגרום לפגיעה בתפקוד הלוויין, ואף לשיתוקו המוחלט. במקרה של גופים מאוישים, כמו מעבורת או תחנת החלל, הנזק עלול להיות פגיעה בחיי האסטרונאוטים. למניעת פגיעה זו קיים מעקב באמצעות ראדאר אחרי מסלולי החלקים הללו, וכל מסלול לווייני מתוכנן באופן שימנע מפגיעה בפסולת חללית גדולה.
הנזק הנוצר עקב פגיעת פסולת חללית מדומה (משמאל) דומה לנזק שנוצר פגיעת פסולת בחלל (מימין) (צילום: באדיבות פרופ' נעם אליעז)
מאידך, לא ניתן להימנע מפגיעת פסולת חללית בגודל קטן יותר. על-מנת להקטין את הנזק הנובע מפגיעת פסולת חללית, מבוצעים מחקרים שמטרתם ללמוד את הנזק המתרחש עקב הפגיעה, ובהתאם לפתח חומרים עמידים לפגיעה זו. אחת המעבדות העוסקות בנושא זה היא מעבדת החומרים בתחום סביבת חלל במרכז למחקר גרעיני שורק. ד"ר איתן גרוסמן, ראש המעבדה, וצוות המחקר הכולל את ד"ר אירינה גוזמן, ד"ר שרי כץ ורונן ורקר, בשיתוף עם פרופ' נעם אליעז מאוניברסיטת ת"א, חוקרים עמידות חומרים בפגיעת פסולת חללית מהירה.
צוות המחקר בודק דגמי חומרים שהוחזרו מהחלל לאחר פגיעת פסולת, ובאמצעות מערכת מעבדתית, המאיצה חלקיקים למהירות של מספר ק"מ בשנייה, מדמה פגיעה בחומרי מבנה של לוויין. פגיעה בלוויין גורמת, בנוסף לנזק המיידי, גם לרגישות יתר לפגיעה של מרכיבי סביבת חלל אחרים, כגון אטומי חמצן או מחזורים תרמיים. אחד החומרים בהם עוסק המחקר הינו חומר היברידי ננו-מרוכב המכיל מרכיבים קרמיים (POSS-Polyimide) אשר לאחר פגיעת פסולת חללית, וחשיפה לאטומי חמצן, יוצר שכבת בידוד באזור הפגוע שתמנע המשך היווצרות נזקים.
משמאל לימין: ד"ר איתן גרוסמן, רונן ורקר, ד"ר אירינה גוזמן, פרופ' נעם אליעז, על רקע המעבדה לדימוי סביבת החלל במרכז למחקר גרעיני שורק. (צילום: באדיבות פרופ' נעם אליעז)
"ציוד לחלל עשוי מחומרים אורגניים, המאוכלים במגע עם חמצן אטומי", מסביר ד"ר איתן גרוסמן. "כדי למנוע את איכול החומרים על ידי החמצן, עוטפים את החומר האורגני בציפוי העשוי מחומר שעמיד למגע עם אטומי חמצן. ההתנגשות בפסולת חלל גורמת לשבירת הציפוי ולחשיפה של החומר האורגני לחמצן. החידוש שלנו הוא בערבוב של חומר קרמי עם החומר האורגני, כך שגם אם יהיה חור במעטפת, החומר הקרמי ימנע את איכול הציוד החללי".
צוות החוקרים הישראלי עובד בתיאום עם נאס"א, והחומר מיועד לשימוש בתעשיית החלל האמריקאית. "זה עוד ייקח זמן" אומר גרוסמן. "תעשיית החלל שמרנית ובצדק, כי ההוצאה על בחינת יעילותם של חומרים בחלל היא אדירה. הם רוצים להיות בטוחים ביעילות של החומר לפני שהם מטיסים אותו לחלל. בשלב הראשוני החומר ישמש לבניית שמיכות טרמיות. אלו יריעות שעוטפות לוויינים, קולטות קרינה מהשמש במידה מינימלית ופולטות במידה מקסימלית. כך הן שומרות על מאזן חום תקין ללוויין. בעתיד הרחוק יותר ישמש החומר לדבקים, ציפויים ועוד אביזרים המשמשים לבניית לוויינים".
