Вокруг Земли вращается около миллиона обломков размером более 10 мм. Каждый несётся со скоростью примерно 28 000 км/час, что превращает даже крошечный фрагмент в смертельную угрозу для спутников и миссий. Агентства отслеживают мусор, учёные ищут способы его убрать, но потребность в защите техники на орбите растёт. Неожиданным источником вдохновения стали куриные яйца. Учёные обратили внимание на то, что отдельная скорлупа легко ломается от локального удара, однако массив скорлупок работает иначе. Исследователи обнаружили, что что алюминиевые конструкции в форме яичной скорлупы, уложенные слоями, деформируются так, что энергия удара распределяется по всей поверхности. Прочность возрастает, если каждое «яйцо» заполнить водой: H2O гасит ударные волны.
Инженеры напечатали на 3D-принтере несколько вариантов и провели моделирование. Сравнивались стандартные алюминиевые пластины, сферы с водой между плоскими панелями и «яичные скорлупки». Лучший результат показали сферы, зажатые между пластинами: они снизили скорость ударного снаряда почти на 65%, тогда как одни пластины давали лишь 51%. В оптимизированных версиях яйцевидные элементы располагались вертикально, узким концом к верхней пластине.
Идея черпает силу из геометрии. Куполообразная форма распределяет нагрузку вдоль изогнутых стенок, а не концентрирует её в точке удара. Когда купола собраны в массив, возникает коллективная защита: каждый элемент принимает часть энергии и передаёт её соседям, а вода дополнительно поглощает импульс. Команде предстоит оптимизировать заполнение, геометрию метаматериала, толщину металла и соотношение сторон. Однако уже ясно: защита в форме яиц может стать обычным элементом космических аппаратов и спутников на низкой околоземной орбите.
Космический мусор можно отслеживать при помощи анализа звуковых волн.