(Credit: Fraunhofer Institute for High-Speed Dynamics)

Mi történik, ha valami 15.000 mérföld per órával elüt? Többé-kevésbé teljes megsemmisülés.

Ez egy nagyon is valós forgatókönyv, amit az űrhajómérnököknek mindig szem előtt kell tartaniuk, amikor valamit az űrbe juttatnak. A pályán lévő objektumokkal való ütközések ritkák, de előfordulnak. A múltban festékdarabok hagytak krátereket az űrsiklón, és egy francia műhold 1996-ban működésképtelenné vált, miután a gravitációs gradiens gémjét egy felrobbant rakétából származó darab levágta.

Pajzsot fel!

A drága űreszközök védelme érdekében a pajzsok rendben vannak. És nem akármilyen fémdarab megteszi. Az űrben lévő tárgyak gyorsan mozognak – az alacsony Föld körüli pályán keringő űrhajók körülbelül 17 000 mérföld per órával száguldanak el -, és nem tudunk egyetlen pajzsot sem elég vastagot készíteni ahhoz, hogy megvédjen az ilyen sebességtől. Ezért a mérnökök a Whipple-pajzshoz folyamodtak, amelyet a megalkotójáról, Fred Whipple-ről neveztek el. A Whipple-pajzs egyetlen anyagréteg helyett több, üres térrel elválasztott rétegre támaszkodik.

A legkülső réteget úgy tervezték, hogy találat esetén széttörjön, és ezzel egyidejűleg a lövedéket is összetörje. Az így keletkező felhő a becsapódás erejét nagyobb felületen oszlatja el, csökkentve az erőt bármelyik ponton, és növelve annak esélyét, hogy a belső réteg kitartson. Ma már számos űrhajó, köztük a Nemzetközi Űrállomás is használ Whipple-pajzsot.

Az Európai Űrügynökség videóján láthatunk egy Whipple-pajzsot működés közben. Azt mutatja, ahogy egy gázpisztolyból kilőtt 2,8 milliméteres alumíniumlövedék becsapódik a pajzsba. A lövedék körülbelül 15 000 mérföld per órával száguld, de nem sikerül áthatolnia a vékony másodlagos pajzson. Az ok egyértelmű – az első réteggel való ütközéskor a lövedék teljesen elpárolog, megfosztva ezzel pusztító erejének nagy részét. A pajzs szálas fémlaminátum, vagyis vékony fémrétegek, amelyeket kompozit tart össze.

A Whipple-pajzsok frissített változatai a rétegek között kevlár vagy Nextel kerámiaszálakból álló töltelékeket használnak, hogy még nagyobb védelmet nyújtsanak. És további előnyként a pajzsok sokkal könnyebbek, mint a hagyományos páncélok lennének, bár az űrhajót egy kicsit nagyobbá teszik.

Az egyetlen hátránya persze az, hogy a Whipple-pajzsok nagyjából egyszer használatos termékek. Ha az első réteget egyszer áttörték, a pajzs nem működik tovább. De mivel a pályán történő becsapódások még mindig olyan ritkák, rendkívül kicsi az esélye annak, hogy kétszer is eltalálják ugyanott. És egyelőre ennyi elég is.