「卵の殻」をまねて宇宙ゴミから宇宙船を守るシールドが考案される

研究チームは3Dプリンターで試作品を作ったほか、シミュレーションでシールドの性能を比較しました。比較対象はアルミ板だけのものと、水を詰めた球形のアルミニウム製ユニットを板で挟んだものです。卵形のユニットについては先の細い方を飛来物がぶつかる上側の板に向ける場合と、上下を逆にする場合、向きを混ぜて並べる場合などを比較しています。

シミュレーションでは、卵形のユニットの先の細い方を上側の板に接するように並べた場合に、最も高い減速効果が得られたと研究チームは報告しています。このシールドでは宇宙ゴミを想定した飛来物の速度が64.9％低下した一方、アルミ板だけの場合は51％の低下にとどまったとのことです。

Wang氏によると、飛来物がぶつかると複数のユニットが次々につぶれるため、衝撃が1カ所に集中せずシールド全体に分散されるとのこと。さらに、ユニット内部の水が動くことで衝撃波が伝わりにくくなるそうです。

宇宙船用の軽量シールドとしてこのシールドを実用化するにはシールドの形状や水の充填条件の改良に加えて実際の超高速衝突試験も必要で、研究チームは衝撃をより効率よく吸収できるようにアルミニウム製の殻の厚さや縦横比、並べ方の調整を進めています。

Wang氏は、生物の構造をまねた軽量なメタ構造が超高速衝突から宇宙船を守る技術として有望だと述べた上で、「今回の研究をきっかけに、生物の構造を生かした防護技術にもっと関心を持ってもらえればと思います」と語りました。