The Swiss companies CompPair and CSEM together with the Belgian company Com&Sens cooperates with the European Space Agency (ЕКА) для модифікації свого самовідновлюваного вуглецевого волокна для використання в космічних транспортних засобах.
Проєкт «Кассандра» (скорочення від Composite Autonomous SenSing AnD RepAir) включає датчики та нагрівальний елемент у композитному вуглеволокнистому матеріалі, що дозволяє космічним апаратам автономно ремонтувати початкові стадії пошкоджень.
«Кассандра» є частиною ініціативи Європейського космічного агентства «Майбутні інноваційні дослідження в галузі космічного транспорту» (FIRST!), яка займається пошуком та тестуванням інноваційних технологій, що принесуть користь європейському космічному транспорту.
Композитні матеріали, такі як полімери, армовані вуглецевим волокном, все частіше використовуються в конструкціях космічних кораблів. Вони складаються з полімерної матриці, армованої шарами вуглецевого або скловолокна. Це створює міцний і легкий матеріал, стійкий до корозії. Однак композитні матеріали також чутливі до пошкоджень, особливо якщо вони неодноразово літають у космос і назад, а невеликі тріщини можуть з часом погіршуватися. Ремонт може бути дорогим і трудомістким, а також може послабити структурну цілісність.
З огляду на це, компанія CompPair розробила «HealTech» – композитний матеріал, який здатний до «самовідновлення». Нагріваючи матеріал, загоювальний агент всередині активується та переплавляється для відновлення пошкоджень, спричинених ударами або навантаженням.
Прототип композитної структури було створено шляхом інтеграції мережі волоконно-оптичних датчиків у волокна HealTech, просочені смолою. Датчики точно виявляють будь-які пошкодження структури. Після виявлення матеріал нагрівається за допомогою інтегрованих алюмінієвих сіток, надрукованих на 3D-принтері, до 100–140°C.
Були випробувані різні зразки матеріалу розміром від 2×10 см до 40×40 cm. Випробування були зосереджені на ефективності моніторингу пошкоджень матеріалу, однорідному нагріванні та здатності до самовідновлення. in addition, були проведені випробування на термічний удар для контролю реакції матеріалу на типові умови кріогенного резервуара.
Наступний етап випробувань включатиме адаптацію матеріалу до більшої форми, такої як повний кріогенний паливний бак.
Цей матеріал може зменшити кількість відходів, що утворюються в результаті космічних місій, і ідеально підійде для багаторазових пускових установок. Впровадження цієї технології може мати величезні переваги для космічних апаратів. Це допоможе розробити космічну інфраструктуру багаторазового використання та зменшити витрати на місії. Це дійсно доводить, що європейські інновації можуть зробити для космічного сектору.
Source: https://www.esa.int