Акустическая ткань обнаруживает микрометеориты и собирает космическую пыль

Исследователи разработали акустическую ткань, настолько чувствительную к вибрациям, что она может обнаруживать удары от микроскопических высокоскоростных космических частиц. Наземное применение этих тканей может быть для обнаружения взрывов и в будущем для действия как чувствительные микрофоны для направленного обнаружения выстрелов.

Система ткани содержит термически вытянутые виброчувствительные волокна, способные преобразовывать механическую энергию вибрации в электрическую энергию. Когда микрометеориты или космический мусор попадают в ткань, ткань вибрирует, и акустическое волокно генерирует электрический сигнал.

Акустическое волокно было нацелено на создание волокон и тканей следующего поколения для солдатских униформ и боевого снаряжения, которые могли бы обнаруживать разнообразные физиологические параметры, такие как частота сердечных сокращений и дыхание, а также внешние звуки, как выстрелы и взрывы. Традиционные телескопы используют свет для изучения далеких объектов; эта ткань использует анализ космической пыли для изучения космоса.

Массив лазерно-индуцированного теста воздействия частиц — который использует лазеры для разгона крошечных частиц до сверхзвуковых и даже гиперзвуковых скоростей и позволяет исследователям визуализировать и анализировать их воздействие на целевые материалы — был использован для демонстрации того, что система ткани может точно измерять импульс малых частиц, движущихся на сотни метров в секунду.

Ученые сейчас тестируют чувствительность акустической ткани для воздействий от микрчастиц с подобной кинематикой, как определенные типы высокоскоростной космической пыли. Одновременно исследователи базово определяют устойчивость волоконного сенсора к суровой среде низкой земной орбиты на Международной космической станции.

Для этого первоначального запуска исследовательская команда отправила образец ткани 10 × 10 см на Международную космическую станцию, где он был установлен на внешней стене, подверженной суровости космоса. Образец ткани останется на орбитальной лаборатории в течение одного года, чтобы определить, насколько хорошо эти материалы выживают в суровой среде низкой земной орбиты.

Белая поверхность Международной космической станции на самом деле является защитным тканевым материалом под названием Beta cloth, тефлон-содержащее стекловолокно, предназначенное для защиты космических кораблей и скафандров от суровости элементов на высоте более 250 миль над поверхностью Земли.

Исследовательская команда верит, что акустическая ткань может привести к большим площадям тканей, которые точно измеряют импульс на космических кораблях от микрометеоритов и космического мусора, движущихся на километры в секунду. Умные ткани также могут помочь обеспечить астронавтам чувство прикосновения через их герметичные скафандры, предоставляя сенсорные данные с внешней стороны скафандра и затем отображая эти данные на тактильные актуаторы на коже носителя.

Когда образцы вернутся на Землю для послеполетного анализа, исследователи измерят любую эрозию от атомарного кислорода, обесцвечивание от ультрафиолетового излучения и изменения в производительности волоконного сенсора после одного года теплового циклирования.