Kleine kogels overspoelen het zonnestelsel, elke micrometeoroïde is een potentieel gevaar. Nieuw onderzoek heeft uitgewezen dat de dunne zonneschermen van de James Webb Space Telescope en toekomstige opblaasbare ruimtevaartuigen mogelijk gevaar lopen.

Een micrometeoroïde is een klein stukje ruimteafval dat meestal minder dan een gram weegt. Sommigen van hen zijn de overblijfselen van de talloze botsingen die de afgelopen 4,5 miljard jaar van de geschiedenis van het zonnestelsel hebben plaatsgevonden. De meeste komen echter van de stofwolk die aanvankelijk instortte om ons zonnestelsel te vormen, en nooit deel heeft uitgemaakt van een groter lichaam. Hierdoor overspoelen ze absoluut het hele systeem. Sommige berekeningen schatten zelfs dat er elk jaar meer dan 10.000 ton micrometeoroïden op de aarde vallen.

Gelukkig voor ons oppervlaktebewoners, is het constante spervuur ​​​​van micrometeoroïde-inslagen geen probleem, omdat onze atmosfeer ze gemakkelijk opzuigt. Maar buiten in de ruimte, zonder de bescherming van onze atmosfeer, kunnen ze erg vervelend zijn.

Ondanks hun kleine formaat kunnen micrometeoroïden een echte klap uitdelen. Elk reist enkele kilometers per seconde en ze zijn perfect in staat om kleine gaatjes te graven in onbeschermde ruimtevaartuigen. De huidige beste oplossing om schade door micrometeoroïden te voorkomen, wordt het Whipple-schild genoemd, ter ere van de uitvinder Fred Whipple. Het is een eenvoudig folievel dat het ruimtevaartuig bedekt. Wanneer een micrometeoroïde het folievel raakt, verdampt het voordat het het hoofdlichaam van het ruimtevaartuig bereikt.

Blootstellingsrisico

Het Whipple-schild is een eenvoudige, goedkope, lichtgewicht oplossing voor het probleem van micrometeoroïden. Maar het werkt alleen als u delen van uw vaartuig niet opzettelijk aan de ruimte hoeft bloot te stellen. Als je bijvoorbeeld een telescoop aan het bouwen bent, kun je de voorkant niet afdekken met folie en verwachten dat je iets nuttigs gedaan krijgt.

Normaal gesproken zijn telescopen uit de ruimte robuust genoeg om schade door micrometeoroïden te kunnen opvangen. Een klein deukje hier of een klein chipje daar zal de waarnemingen niet ernstig beïnvloeden. Nieuw onderzoek dat onlangs in het preprint-tijdschrift arXiv verscheen, schetst echter het risico voor toekomstige telescopen. Het eerste instrument dat gevaar loopt? De James Webb-ruimtetelescoop.

De hoofdspiegel van de James Webb bestaat uit gesegmenteerde panelen van beryllium, een vrij robuust materiaal. De Webb is echter een infraroodtelescoop en om zijn werk te kunnen doen, moet hij koel blijven. Om het ruimtevaartuig te beschermen tegen de schittering van de zonnestraling, gebruikt de Webb gigantische ultradunne platen van een gespecialiseerd materiaal genaamd Kapton. Volgens het onderzoek zullen micrometeoroïden de zonnekap beginnen te beïnvloeden en deze in de loop van de tijd langzaam afbreken door er kleine gaatjes in te slaan. De zonnekap moet echter nog steeds goed kunnen presteren gedurende de verwachte levensduur van het instrument.

De James Webb verlegde de grenzen van de huidige technische technologie om een ​​grote telescoop de ruimte in te brengen. Toekomstige observatoria bevatten veel radicale voorstellen. Een idee is om gigantische spiegels op te blazen die als observatoria kunnen dienen. Deze kunnen veel groter zijn dan de primaire spiegel van de Webb. Deze zullen echter met veel uitdagingen worden geconfronteerd door micrometeoroïden. Ze kunnen allemaal een gaatje in het membraan slaan, waardoor er een klein lek ontstaat. Bij voldoende schade zal de opblaasbare telescoop zijn vorm verliezen.

De onderzoekers concludeerden dat als we in de toekomst opblaasbare telescopen willen gebruiken, we ofwel oplossingen moeten ontwerpen om schade door micrometeoroïden te voorkomen, ofwel begrijpen dat de telescopen misschien niet lang meegaan.