Kosmické lepidlo otevírá prostor pro nové mise
Nové ultrastabilní lepidlo, které je plodem výzkumu ESA, by mohlo být klíčem k montáži superpevných struktur ve vesmíru. Ať jsou to velké teleskopy, přístroje nebo antény, které nám umožní nahlížet do vzdálených hlubin vesmíru či naopak zaostřit náš pohled na mateřskou planetu.
Lepení slibuje pevnou kompozitní strukturu, která bude při velikosti několika metrů mít přesnost na tisícinu milimetru.
Podobná stabilita je nezbytným předpokladem pro novou třídu kosmických misí jako jsou vícedružicové teleskopy s jednotlivými prvky umístěnými stovky kilometrů od sebe, které společně dokážou nakombinovat světlo tak, že představují ekvivalent jednoho obřího teleskopu. Právě zde je vyladění přesné polohy klíčové.
Vesmír je obtížným místem na to, aby nějaký materiál zůstal úplně v klidu. Bez přítomnosti atmosféry teploty kolísají mezi Sluncem ozářenou stranou a místem ve stínu až o stovky stupňů Celsia. Použití špatných materiálů nebo volba nevhodné struktury může vést ke vzniku nežádoucích vibrací nebo dokonce katastrofickému rozpadu.
Největší výzvou pro optické, rádiové a další přístroje vyžadujíc maximální přesnost, je právě pevnost a stabilita. Aby toho bylo dosaženo, jsou často tepelně izolované od zbytku družice a připojené skrze stabilní „optickou lavici“.
Pečlivý výběr materiálu je přitom základem. Vezměme si například družici ESA GOCE pro mapování gravitace, na kterou byly kladené jedny z nejpřísnějších požadavků týkající se stability v historii: vzdálenost mezi páry senzorů detekujících gravitaci se nesměla měnit o více než setinu průměru atomu v řádu několika minut.
Tyto senzory byly umístěné na poskládaných panelech typu uhlík-uhlík vložených do grafitové směsi. Výsledkem byl materiál lehčí, než hliník, ale pevnější, než ocel. Podobné kompozity se přitom používají v náročných průmyslových oborech jako je letectví nebo závody Formule jedna.
Sloučeniny typu uhlík-uhlík – podobné těm na družici GOCE – mohou být vyrobené tak, že ani změny teplot nemají vliv na změnu rozměrů.
Na družici GOCE byla voština na bázi uhlík-uhlík vložena pro maximální strukturální stabilitu mezi panely na stejné bázi.
Přitom se zde ovšem objevilo jedno možné slabé místo, jak vysvětluje expert ESA přes materiály Laurent Pambaguian: „Pojivo použité ke spojení voštiny s panely bylo citlivé na zkreslení vlivem vlhkosti.“
„Právě pro misi GOCE to přitom byla velká výzva. V místnosti, kde byla konstrukce sestavována, byla teplota i vlhkost velmi přesně řízena, aby se minimalizoval příjem vlhkosti. Ale jakmile se konstrukce přesunula do dalších montážních míst ke spojování s dalšími částmi satelitu, vyvstal problém. Konstrukce byla čím dál větší a zajištění odpovídajícího prostředí bylo čím dál obtížnější.“
„Takže jsme skrze program ESA BTRP (Basic Technology Research Programme), který pomáhá rozvíjet nadějné nápady týkající se kosmického výzkumu, rozjeli následný projekt. Jeho cílem bylo přijít s neorganickou alternativou pojiva založeného na silikonu, které bude odolné vůči teplotám i působení vlhkosti a které nám tak umožní vytvářet větší stabilní struktury.“
