El escudo Whipple o parachoques Whipple , inventado por Fred Whipple , [1] es un tipo de escudo de impacto de hipervelocidad utilizado para proteger las naves espaciales tripuladas y no tripuladas de colisiones con micrometeoroides y desechos orbitales cuyas velocidades generalmente oscilan entre 3 y 18 kilómetros por segundo (1.9 y 11,2 mi / s).
Proteger
En contraste con el blindaje monolítico de las primeras naves espaciales, los escudos Whipple consisten en un parachoques exterior relativamente delgado espaciado a cierta distancia de la pared principal de la nave espacial. No se espera que el parachoques detenga la partícula entrante o incluso elimine gran parte de su energía, sino que la rompa y la disperse, dividiendo la energía de la partícula original entre muchos fragmentos que se abren entre el parachoques y la pared. La energía de la partícula original se distribuye más finamente sobre un área de pared más grande, que es más probable que la resista. Una analogía directa es que se necesita un chaleco antibalas más ligero para detener una carga de perdigones que una sola bala de rifle con la misma masa total y energía cinética . Aunque un escudo Whipple reduce la masa total de la nave espacial en comparación con un escudo sólido, siendo siempre deseable una masa menor en los vuelos espaciales, el volumen adicional cerrado puede requerir un carenado de carga útil más grande .
Hay varias variaciones en el escudo Whipple simple. Los escudos de choque múltiple , [2] [3] como el que se usa en la nave espacial Stardust , usan múltiples parachoques espaciados para aumentar la capacidad del escudo para proteger la nave espacial. Los escudos Whipple que tienen un relleno entre las capas rígidas del escudo se denominan escudos Whipple rellenos . [4] [5] El relleno de estos protectores suele ser un material de alta resistencia como el Kevlar o la fibra de óxido de aluminio Nextel . [6] El tipo de escudo, el material, el grosor y la distancia entre capas se varían para producir un escudo con una masa mínima que también minimizará la probabilidad de penetración. Hay más de 100 configuraciones de blindaje solo en la Estación Espacial Internacional , [7] y las áreas de mayor riesgo tienen un mejor blindaje.
Ver también
Referencias
- ^ Whipple, Fred L. (1947), "Meteoritos y viajes espaciales", Astronomical Journal , 52 : 131, Bibcode : 1947AJ ..... 52Q.131W , doi : 10.1086 / 106009
- ^ Cour-Palais, Burton G .; Tripulaciones, Jeanne L. (1990), "A Multi-Shock Concept for Spacecraft Shielding", International Journal of Impact Engineering , 10 (1–4): 135–146, doi : 10.1016 / 0734-743X (90) 90054-Y
- ^ US 5067388 , Crews, Jeanne L. & Burton G. Cour-Palais, "Hypervelocity Impact Shield", publicado el 26 de noviembre de 1991
- ^ Christiansen, Eric L .; Tripulaciones, Jeanne L .; Williamsen, Joel E .; Robinson, Jennifer H .; Nolen, Angela M. (1995), "Enhanced Meteoroid and Orbital Debris Shielding" , International Journal of Impact Engineering , 17 (1–3): 217–228, doi : 10.1016 / 0734-743X (95) 99848-L
- ^ US 5610363 , Crews, Jeanne L .; Eric L. Christiansen y Jennifer H. Robinson et al., "Enhanced Whipple Shield", publicado el 11 de marzo de 1997
- ^ 3M Nextel Ceramic Fabric ofrece protección de la era espacial (PDF) , 3M Company , consultado el 4 de septiembre de 2011
- ^ Christiansen, Eric L. (2003), Meteoroid / Debris Shielding (PDF) , Washington DC: Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, p. 13, TP − 2003-210788, archivado desde el original (Informe técnico) el 25 de febrero de 2013
enlaces externos
- Breves descripciones del blindaje de las naves espaciales por la NASA
- Recuerdos de BG Cour-Palais del programa de protección de meteoritos Apolo
- El diseño y desarrollo del escudo de meteoritos Skylab
- Protector de polvo ESA Giotto
- Recuento de JL Crews sobre la invención del escudo de choque múltiple, págs. 21-29
- Instalación de las mantas de Nextel / Kevlar en los Whipple Shields rellenos de laboratorio de Destiny
- Desarrollo del sistema de protección contra meteoritos / escombros en la ESA para ATV y Columbus
- Prueba de impacto de hipervelocidad en JAXA del escudo de escombros de Kibo