Små små kulor svämmar över solsystemet, varje mikrometeoroid är en potentiell fara. Ny forskning har funnit att James Webb rymdteleskopets tunna solsköldar, och framtida uppblåsbara rymdfarkoster, kan vara i fara.

En mikrometeoroid är en liten bit rymdskräp som vanligtvis väger mindre än ett gram. Några av dem är resterna av de otaliga kollisioner som har inträffat under de senaste 4,5 miljarder åren av solsystemets historia. De flesta kommer dock från dammmolnet som först kollapsade för att bilda vårt solsystem, och som aldrig fick vara en del av en större kropp. På grund av detta översvämmar de absolut hela systemet. Vissa beräkningar uppskattar till och med att över 10 000 ton mikrometeoroider faller ner på jorden varje år.

Tack och lov för oss som bor på ytan är den ständiga störtfloden av mikrometeoroider ingen stor sak, eftersom vår atmosfär lätt suger upp dem. Men ute i rymden, utan skydd av vår atmosfär, kan de vara en verklig smärta.

Trots sin lilla storlek kan mikrometeoroider fylla ett riktigt slag. Var och en färdas flera kilometer per sekund, och de är perfekt kapabla att gräva små hål i oskyddade rymdskepp. Den nuvarande bästa lösningen för att förhindra skador från mikrometeoroider kallas Whipple-skölden, för att hedra dess uppfinnare Fred Whipple. Det är ett enkelt folieark som täcker rymdfarkosten. När en mikrometeoroid träffar foliearket förångas den innan den når rymdfarkostens huvudkropp.

Exponeringsrisk

Whipple-skölden är en enkel, låg kostnad och låg vikt lösning på problemet med mikrometeoroider. Men det fungerar bara om du inte avsiktligt behöver exponera delar av ditt farkost för rymden. Om du till exempel bygger ett teleskop kan du inte täcka framsidan av det i folie och förvänta dig att få något användbart gjort.

Normalt är rymdfödda teleskop tillräckligt robusta för att de kan rycka bort mikrometeoroidskador. Ett litet hack här eller ett litet chip där kommer inte att på allvar påverka observationerna. Men ny forskning som nyligen publicerats i preprint-tidskriften arXiv beskriver risken för framtida teleskop. Det första instrumentet i riskzonen? Rymdteleskopet James Webb.

Huvudspegeln på James Webb består av segmenterade paneler av beryllium, vilket är ett ganska robust material. Webb är dock ett infrarött teleskop, och för att göra sitt jobb måste det förbli svalt. För att skydda rymdfarkosten från bländningen av solens strålning använder Webb jättelika ultratunna ark av ett specialiserat material som kallas Kapton. Enligt forskningen kommer mikrometeoroider att börja påverka solskölden, långsamt försämra den med tiden genom att slå små hål i den. Solskyddet bör dock fortfarande kunna fungera bra under instrumentets förväntade livslängd.

James Webb sträckte gränsen för nuvarande teknisk teknik för att leverera ett stort teleskop i rymden. Framtida observatorier innehåller många radikala förslag. En idé är att blåsa upp gigantiska speglar som kan fungera som observatorier. Dessa kan vara mycket större än den primära spegeln av Webb. Dessa kommer dock att möta många utmaningar från mikrometeoroider. Var och en kommer att kunna slå ett hål i membranet, vilket orsakar en liten läcka. Om det samlas tillräckligt med skador kommer det uppblåsbara teleskopet att förlora sin form.

Forskarna drog slutsatsen att om vi vill använda uppblåsbara teleskop i framtiden måste vi antingen designa lösningar för att förhindra skador från mikrometeoroider, eller förstå att teleskopen kanske inte håller särskilt länge.