(Kredit: Fraunhoferův institut pro vysokorychlostní dynamiku)

Co se stane, když do vás narazí něco, co letí rychlostí 15 000 mil za hodinu? Víceméně totální zničení.

To je velmi reálný scénář, který musí mít konstruktéři kosmických lodí na paměti pokaždé, když něco vysílají do vesmíru. Srážky s objekty na oběžné dráze jsou vzácné, ale dochází k nim. V minulosti zanechaly úlomky barvy krátery v raketoplánu a v roce 1996 byla vyřazena z provozu francouzská družice poté, co její gravitační výložník přerušil úlomek z vybuchlé rakety.

Štít nahoru!!!

Pro ochranu drahých kosmických lodí jsou v pořádku štíty. A nestačí jen tak ledajaký kus kovu. Objekty ve vesmíru se pohybují rychle – lodě na nízké oběžné dráze Země sviští rychlostí kolem 17 000 mil za hodinu – a my nedokážeme vyrobit jediný dostatečně silný štít, který by před takovou rychlostí ochránil. Proto se inženýři obrátili na něco, čemu se říká Whippleův štít, pojmenovaný po svém tvůrci Fredovi Whippleovi. Místo jedné vrstvy materiálu se Whippleův štít spoléhá na několik vrstev, z nichž každá je oddělena prázdným prostorem.

Vnější vrstva je navržena tak, aby se při zásahu rozpadla a zároveň roztříštila projektil. Vzniklý oblak rozloží sílu nárazu na větší plochu, čímž se sníží síla v každém bodě a zvýší se šance, že vnitřní vrstva vydrží. Whippleovy štíty dnes využívá mnoho kosmických lodí, včetně Mezinárodní vesmírné stanice.

V tomto videu Evropské kosmické agentury můžete vidět Whippleův štít v akci. Je na něm vidět náraz hliníkové střely o průměru 2,8 mm vystřelené z plynové pistole do štítu. Kulka letí rychlostí kolem 15 000 kilometrů za hodinu, ale tenkým sekundárním štítem se jí nepodaří proniknout. Důvod je jasný – při nárazu do první vrstvy se kulka zcela vypaří, což ji připraví o většinu ničivé síly. Štít je tvořen laminátem z kovových vláken neboli tenkými vrstvami kovu, které drží pohromadě kompozit.

Aktualizované verze Whippleových štítů používají mezi vrstvami výplně z kevlarových nebo keramických vláken Nextel, které přidávají ještě větší ochrannou sílu. A jako další výhoda je, že štíty jsou mnohem lehčí, než by byl běžný pancíř, ačkoli díky nim je kosmická loď o něco větší.

Jedinou nevýhodou samozřejmě je, že Whippleovy štíty jsou v podstatě produktem na jedno použití. Jakmile je porušena první vrstva, štít už nefunguje. Ale protože nárazy na oběžné dráze jsou stále velmi vzácné, šance, že bude zasažen dvakrát na stejném místě, je mimořádně malá. A to prozatím stačí.