Ракеты с регенерацией – ученые создали способный к самовосстановлению материал
Европейские инженеры сообщили о создании нового поколения композитных материалов для космической техники, способных самостоятельно обнаруживать и устранять повреждения. Разработка ведется в рамках совместного проекта Европейского космического агентства и швейцарской технологической компании CompPair. Речь идет о материале HealTech — «умном» композите на основе углеродного волокна, предназначенном для использования в космических аппаратах и перспективных многоразовых ракетах, сообщает planet-today.ru.
Технология создается в рамках проекта CASSANDRA (Composite Autonomous SenSing AnD RepAir). Его цель – разработать конструкции космических аппаратов, способные самостоятельно контролировать состояние материала и устранять начальные повреждения без участия инженеров. Исследования ведутся в рамках программы Future Innovation Research in Space Transportation, направленной на поиск технологий для будущих европейских космических транспортных систем.
Материал с функцией самовосстановления для ракет
Основой нового материала служит углеродное волокно, широко применяемое в аэрокосмической отрасли благодаря сочетанию высокой прочности и малого веса. Однако традиционные композиты имеют уязвимость — микротрещины, возникающие из-за нагрузок, перепадов температур или ударов микрометеоритов. Со временем такие дефекты способны привести к разрушению конструкции.
Читайте по теме: «плавучий» бетон – в России разработали стройматериал для нефтяных платформ
Инженеры предложили встроить в структуру материала сеть оптоволоконных датчиков. Они постоянно отслеживают состояние композита и фиксируют даже незначительные повреждения. После обнаружения трещины система автоматически активирует встроенные нагревательные элементы. Эти элементы выполнены в виде алюминиевых решеток, напечатанных с помощью 3D-технологий.
При нагреве до температуры примерно 100–140 °C активируется специальный «лечащий» компонент, встроенный в полимерную матрицу композита. Вещество размягчается и заполняет образовавшиеся трещины, восстанавливая целостность материала. Таким образом конструкция получает способность к автономному ремонту — аналогично биологическим системам, где повреждения тканей устраняются естественным образом.
Новые возможности для ракет
Испытания уже проводились на образцах различных размеров — от небольших элементов размером около 2×10 см до панелей 40×40 см. В ходе экспериментов ученые проверяли эффективность обнаружения повреждений, равномерность нагрева и способность композита восстанавливать структуру после механических воздействий. Отдельные тесты имитировали условия работы криогенных топливных баков, где материал испытывает сильные температурные скачки.
Разработчики считают, что подобные технологии могут существенно изменить подход к созданию космических аппаратов. Сейчас ремонт спутников или элементов ракет после запуска практически невозможен. Любая микротрещина, возникшая на орбите, постепенно накапливает напряжение и может привести к отказу конструкции.
По оценкам специалистов ESA, внедрение самовосстанавливающихся композитов позволит увеличить срок службы космических систем и снизить стоимость миссий. Представители агентства отмечают, что технология особенно перспективна для многоразовых космических транспортных систем — одной из ключевых целей европейской космической программы ближайших десятилетий.
Ранее на сайте «Пронедра» писали, что ИИ обнаружил 25 новых магнитных материалов для технологий будущего
