O Whipple Shield , inventado por Fred Whipple , é um tipo de escudo usado para proteger espaçonaves tripuladas e não tripuladas contra impactos de micrometeoritos de hipervelocidade e detritos orbitais que normalmente variam em velocidades entre 3 e 18 quilômetros por segundo.
Ao contrário dos escudos monolíticos das primeiras espaçonaves, o escudo de Whipple consiste em uma placa relativamente fina no lado externo colocada a alguma distância da parede da espaçonave. Isso melhora a proteção para uma dada massa de armadura (a massa é crítica para uma espaçonave), mas também aumenta a espessura das paredes da espaçonave, o que pode ser problemático para os satélites porque o local da carenagem do lançador é limitado.
A vantagem desse tipo de blindagem vem do fato de que a primeira parede fragmenta a partícula incidente e dispersa os fragmentos por uma área maior ao atingir a parede interna, reduzindo os danos.
Existem várias variações baseadas no escudo Whipple simples. O escudo Multi-Shock, como o usado na sonda Stardust , usa várias placas finas espaçadas para aumentar a capacidade do escudo de proteger a espaçonave.
Os protetores de whipple que têm um preenchimento entre as camadas rígidas são chamados de "protetores de whipple recheados". O preenchimento desses escudos é geralmente um material de alta resistência como Kevlar ou Nextel. O material, a espessura e a distância entre as camadas são escolhidos de forma a produzir um escudo com massa mínima, permitindo também que a probabilidade de penetração seja minimizada. Existem mais de 100 configurações de blindagem na Estação Espacial Internacional , com áreas de risco revestidas com melhor blindagem.
Na face frontal (a mais exposta porque na direção da viagem) dos módulos da Estação Espacial Internacional que orbitam a Terra a uma altitude entre 300 e 400 quilômetros, a proteção consiste em um escudo Whipple de 4 a 5 camadas de materiais ( alumínio , kevlar , nextel , isolamento térmico multicamadas) mais ou menos espaçadas e mais ou menos espessas (veja o diagrama abaixo). Junto com o invólucro de alumínio pressurizado do módulo de 4,8 mm de espessura, tudo isso forma um mil-folhas de 11,4 cm de espessura.
As partes da Estação Espacial Internacional com maior risco de colisão com detritos espaciais (em vermelho) são aquelas localizadas em sua face frontal (na direção da viagem). Eles são mais fortemente protegidos.
Estrutura dos escudos anti-detritos Whipple (e micro meteoritos) da Estação Espacial Internacional instalados nas faces frontais dos módulos americano (à esquerda), japonês (Kibo no centro) e europeu (Columbus à direita).