Švicarska tvrtka CompPair sklopila je partnerstvo s Europskom svemirskom agencijom (ESA) kako bi modificirala svoj samozacjeljujući vlaknasti materijal za korištenje u svemiru. Kompozitni materijal HealTech se samozacjeljuje kada se zagrije, zahvaljujući agensu koji se aktivira na višim temperaturama.

Tvrtka će testirati materijal u sklopu ESA-inog projekta Cassandra (Composite Autonomous SenSing And RepAir), što je dio inicijative Future Innovation Research in Space Transportation (FIRST!). Cilj inicijative je pronaći i testirati nove materijale za europski svemirski prijevoz.

Cassandra je usredotočena na korištenje senzora i grijaćeg elementa, što omogućuje samopopravak kompozitnog materijala od karbonskih vlakana. U svemiru bi to autonomnim letjelicama omogućilo produljenje životnog vijeka jer bi mogle same popraviti početne faze oštećenja.

Kompozitne materijale poput polimera ojačanih ugljičnim vlaknima sve se više koristi kao materijale za svemirske letjelice. Sastoje se od polimerne matrice, ojačane slojevima karbonskih ili staklenih vlakana. To su lagani materijali otporni na koroziju.

Loša strana kompozitnih materijala je njihova osjetljivost na oštećenja. Male pukotine na površini materijala mogu se s vremenom pogoršati. To je osobito slučaj kod opetovane uporabe. U materijalu HealTech sredstvo za samopopravak aktivira se na višim temperaturama i prelijeva kako bi popravio štetu uzrokovanu udarcima ili stresom.

Tim CompPaira stvorio je prototip svoje kompozitne strukture za svemir integrirajući mrežu optičkih senzora u HealTechova vlakna prožeta smolom. Senzori detektiraju bilo kakvu štetu, aktivirajući mehanizam grijanja. Nakon pokretanja, materijal se zagrijava na 100-140°C putem integriranih 3D tiskanih aluminijskih rešetki.

Ispitivanje je provedeno na uzorcima materijala različitih veličina, u rasponu od 2 puta 10 do 40 puta 40 centimetara. Ispitivanjem su prikupljeni podaci o učinkovitosti nadzora oštećenja, procesa zagrijavanja i samopopravka.

Zasebno, testovi toplinskog šoka omogućili su istraživačima praćenje kako će materijal reagirati na uvjete u kriogenom spremniku. Zatim će prilagoditi materijal većem obliku, kao što je potpuni kriogeni spremnik goriva.