음향 패브릭, 마이크로 운석 충돌 감지 및 우주 먼지 채집

연구자들은 미세한 고속 우주 입자의 충돌을 감지할 만큼 진동에 민감한 음향 패브릭을 개발했습니다. 이 패브릭의 지상 응용은 폭발 감지이고, 미래에는 방향성 총소리 감지를 위한 민감한 마이크로폰 역할을 할 수 있습니다.

패브릭 시스템은 기계적 진동 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 열 인발 진동 감지 섬유를 포함합니다. 마이크로 운석이나 우주 파편이 패브릭에 부딪히면 패브릭이 진동하고 음향 섬유가 전기 신호를 생성합니다.

음향 섬유는 차세대 섬유와 패브릭을 구축하여 병사 군복과 전투 장비에 적용, 심박수와 호흡 같은 다양한 생리적 매개변수와 총소리, 폭발 같은 외부 소리를 감지하는 것을 목표로 했습니다. 기존 망원경은 빛을 이용해 먼 물체를 배우지만, 이 패브릭은 우주 먼지 분석을 이용해 우주를 배웁니다.

레이저 유도 입자 충돌 테스트 어레이(레이저로 미세 입자를 초음속 또는 극초음속으로 가속하여 대상 물질에 대한 충격을 이미징하고 분석할 수 있게 함)를 사용하여 패브릭 시스템이 초당 수백 미터로 이동하는 작은 입자의 충격량을 정확하게 측정할 수 있음을 입증했습니다.

과학자들은 현재 특정 유형의 고속 우주 먼지와 유사한 운동학을 가진 미세 입자 충돌에 대한 음향 패브릭의 감도를 테스트하고 있습니다. 동시에 연구자들은 국제우주정거장에서 저궤도 환경의 혹독함에 대한 섬유 센서의 내구성을 베이스라인으로 잡고 있습니다.

이 초기 발사에서 연구팀은 10×10cm 패브릭 샘플을 국제우주정거장으로 보냈고, 외부 벽에 설치되어 우주의 혹독함에 노출되었습니다. 패브릭 샘플은 궤도 실험실에서 1년간 남아 있어 이 물질들이 저궤도 혹독한 환경에서 얼마나 잘 생존하는지 결정할 것입니다.

국제우주정거장의 흰 표면은 실제로 베타 클로스(Beta cloth)라는 보호 패브릭 소재로, 우주선과 우주복을 지구 표면 위 250마일 이상의 혹독한 요소로부터 보호하도록 설계된 테플론 함침 유리섬유입니다.

연구팀은 음향 패브릭이 킬로미터당 초 단위로 이동하는 마이크로 운석과 우주 파편의 우주선에 대한 충격량을 정확하게 측정하는 대면적 패브릭으로 이어질 수 있다고 믿습니다. 스마트 패브릭은 또한 우주복 외부에서 감각 데이터를 제공하고 그 데이터를 착용자 피부의 촉각 액추에이터에 매핑함으로써 우주비행사에게 가압 우주복을 통한 촉각을 제공하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

샘플이 지구로 돌아가 비행 후 분석을 위해 돌아오면, 연구자들은 1년간의 열 순환 후 원자 산소로부터의 침식, 자외선으로부터의 변색, 섬유 센서 성능 변화를 측정할 것입니다.