La tela inteligente detecta y recolecta el polvo espacial

Los investigadores han desarrollado un tejido acústico tan sensible a las vibraciones que puede detectar impactos de partículas espaciales microscópicas de alta velocidad. Una aplicación terrestre de estos tejidos podría ser la detección de explosiones y, en el futuro, actuar como micrófonos sensibles para la detección direccional de disparos.

El sistema de tela contiene fibras sensibles a la vibración estiradas térmicamente que son capaces de convertir la energía de la vibración mecánica en energía eléctrica. Cuando los micrometeoroides o los desechos espaciales golpean la tela, la tela vibra y la fibra acústica genera una señal eléctrica.

La fibra acústica tenía como objetivo construir fibras y telas de próxima generación para uniformes de soldados y equipo de batalla que pudieran detectar una variedad de parámetros fisiológicos como la frecuencia cardíaca y la respiración, así como sonidos externos como disparos y explosiones. Los telescopios tradicionales usan la luz para aprender sobre objetos distantes; esta tela usa análisis de polvo espacial para aprender sobre el espacio.

La matriz de prueba de impacto de partículas inducida por láser, que utiliza láseres para acelerar partículas diminutas a velocidades supersónicas o incluso hipersónicas y permite a los investigadores obtener imágenes y analizar su impacto en los materiales objetivo, se utilizó para demostrar que el sistema de tela podría medir con precisión el impulso de pequeñas partículas que viajan a cientos de metros por segundo.

Los científicos ahora están probando la sensibilidad del tejido acústico a los impactos de micropartículas con una cinemática similar a ciertos tipos de polvo espacial de alta velocidad. Simultáneamente, los investigadores están evaluando la capacidad de recuperación del sensor de fibra para el duro entorno de la órbita terrestre baja en la Estación Espacial Internacional.

Para este lanzamiento inicial, el equipo de investigación envió una muestra de la tela de 10 × 10 cm a la Estación Espacial Internacional, donde se instaló en una pared exterior, expuesta a los rigores del espacio. La muestra de tejido permanecerá en el laboratorio en órbita durante un año para determinar qué tan bien sobreviven estos materiales al duro entorno de la órbita terrestre baja.

La superficie blanca de la Estación Espacial Internacional es en realidad un material de tela protectora llamado tela Beta, una fibra de vidrio impregnada de teflón diseñada para proteger naves espaciales y trajes espaciales de la severidad de los elementos a más de 250 millas sobre la superficie de la Tierra.

El equipo de investigación cree que el tejido acústico podría dar lugar a tejidos de gran superficie que miden con precisión el impulso de los micrometeoroides y los desechos espaciales en las naves espaciales que viajan a kilómetros por segundo. Las telas inteligentes también pueden ayudar a proporcionar a los astronautas un sentido del tacto a través de sus trajes presurizados al proporcionar datos sensoriales desde el exterior del traje y luego mapear esos datos a los actuadores hápticos en la piel del usuario.

Cuando las muestras regresen a la Tierra para el análisis posterior al vuelo, los investigadores medirán la erosión del oxígeno atómico, la decoloración de la radiación ultravioleta y los cambios en el rendimiento del sensor de fibra después de un año de ciclos térmicos.