ESA hledá čistší způsoby přípravy kompozitních částí družic
Moderní družice a další kosmický hardware má mnoho společného se špičkovými závodními loděmi nebo vozidly Formule 1: často jsou více „upečené“, než postavené. Sestávají se z pokročilých kompozitních materiálů, které jsou „jen“ usazené na správná místa. ESA nyní hledá ekologicky přívětivější a udržitelnější alternativy pro výrobu těchto materiálů.
Kompozitní materiály, jako jsou uhlíkovými vlákny zesílené polymery, se přitom staly základním stavebním kamenem výroby moderních kosmických zařízení.
Kompozitní komponenty s optimalizovanou pevností a tuhostí jsou produkované standardním způsobem, typicky kladením za mokra – kdy jsou materiály naneseny do formy – po němž následuje odvzdušnění, kdy se materiál pevně přimkne k povrchu. Následuje zapečení, kdy jsou kompozity zpevněny za působení zvýšené teploty v přetlakové komoře.
Urychlovací materiály použité pro výrobu a zpracování podobných komponent přitom mají významný dopad na životní prostředí, přičemž typicky nemohou být recyklovány.
Ale ESA je v procesu studia dopadů svých činností na životní prostředí s cílem zredukovat je. Proto byla iniciována nová studie, snažící se hledat alternativní přístupy k udržitelným a „zeleným“ urychlovacím materiálům pro výrobu kompozitů.
V současném způsobu výroby kompozitních materiálů je použita celá široká paleta pomocných materiálů, k nimž typicky patří:
– Skelná vlákna a tkaniny jsou často aplikovány jako poslední vrstva při laminovací sekvenci. Většinou jsou vyrobeny z polyamidu (nylonu) nebo polyesterových vláken. Jsou zpravidla určeny ke sloupnutí z povrchu po finální úpravě, aby bylo dosaženo čisté a nekontaminované textury.
– Odtrhová vrstva je používána k oddělování laminátu od vakuovacího zařízení po procesu kompozitování.
– Tenké vrstvy materiálů jsou používány k oddělení celého kompozitu od tvarovacího nástroje: kromě atmosférického tlaku je pak využíváno i vakuum. Typicky jde o nylonové vrstvy, které chrání objekt při vytvrzovacím cyklu při standardním nebo zvýšeném tlaku v autoklávu.
– V různých aplikacích se používaní pásky: těsnící (typicky gumové) jsou používány jako spojující prvek a stahovací pásky (typicky polyesterové) nacházejí uplatnění jako montážní nebo krycí prvky.
– Lisovací prvky jako například skelná vlákna potažená teflonem uvolňují vosky nebo jiné výpary.
– Odvzdušňovací nebo odsávací vrstvy rohože absorbují přebytečnou (typicky polyesterovou) pryskyřici.
– Rozpouštědla pro přípravu a čištění povrchů.
V souvislosti s výše uvedeným vydala ESA „Invitation to Tender“, aby studovala udržitelné a zelené pomocné materiály pro výrobu struktur.
Během této iniciativy budou studovány alternativní materiály s nižším dopadem na životní prostředí.
Další informace jsou ve výzvě k tendru, který je přístupný skrze systém ESA EMITS (Electronic Mailing Invitation to Tender System).
