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スペースデブリをやっつけろ!

「スペースデブリ」という言葉の響きを聞くと、なんかこう、下の写真のような宇宙の悪者を想像しますが、まさにその通りです。

STAR WARS  ダース・ベーダー 2ピースマスク    Darth Vader 2pc Mask 4191

スペースデブリとは、宇宙のゴミで、任務が終了した人工衛星や切り離されたロケットなどが壊れた破片です。まあ、地球上で破片がそこら辺の地面に転がっているだけなら良いのですが、やっかいなのは、こいつらが宇宙空間上でものすごいスピードで動いていることです。

そのスピード、約 時速30000km

すごく小さなかけらでも衝突したらひとたまりもありません。
運動エネルギーは速度の二乗に比例しますからね。


【問題】
デブリを以下の3種類に分類します。

小デブリ・・・・・1cm以下のデブリ
中デブリ・・・・・1~10cmくらいのデブリ
大デブリ・・・・・10cm以上のデブリ

この中で、一番手ごわいデブリはどのデブリでしょうか?


Photo by WalkingGeek


【答え】
実は、中デブリです。

宇宙ステーションの外壁は与圧壁と呼ばれていて、これが破られると空気が漏れてしまいます。
なので、与圧壁の外部にシールドするためのバンパーが付いています。
小デブリであれば、このバンパーにより宇宙ステーションは守られます。
逆に、大デブリは、地上から観測が可能であり、事前に宇宙ステーションの軌道を制御して未然に防ぐ事が可能です。
一番厄介なのが中デブリで、小さいため観測できない上に、現在のバンパーでは太刀打ちできません。
そこで、中デブリに衝突しても、与圧壁が破壊されないように防御するシールド構造が研究されています。

九州工業大学
中デブリが接近したら金属の板を発射して、デブリを細かく砕く方法を発案。
さらに板を斜めにすることにより、慣性の方向と応力の方向に力を分散させ、与圧壁へのダメージを最小限にする実験を成功。


法政大学
金属を使わず軽くて丈夫な高分子素材に注目

・CFRP(プラスチックに炭素繊維を入れたもの)
アルミに比べ、重さ半分で強度2倍。 衝突しても破片が細かく分散される。

・シリコンゲル
衝撃をやわらゲル

・ポリカーボネート
弾性に富んでいる
ポリカーボネートは電子工作のケースにも使っています。
アクリルに比べ、加工しても割れにくいのが特徴。

・アラミド繊維
ネット(網)の役割をする。

CFRP、シリコンゲル、ポリカーボネートを「パン」とすると、その間に「具」のアラミド繊維を挟んでサンドイッチ状態にすることにより、中デブリから与圧壁を守る実験に成功。
関連する論文



そもそも、宇宙にゴミを放出しなければいい話なのですが、
現実問題、それは、ロケットを打ち上げるなということを意味します。
宇宙を解明するのは人類の使命ですので、どんどん知恵を絞って、少しでもデブリを増やさないように努力することが必要です。


参考:サイエンスZERO
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エレクトリックバカ

Author:エレクトリックバカ

ポケコンでプログラミングに目覚め、PICマイコンで電子工作に希望を抱き、来たるべきUGDの時代を夢見て眠る。
そんな うだつが上がらないサラリーメン。
先生、電子工作はおやつに入りますか?




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