Whipple'a Tarcza wynaleziony przez Fred Whipple'a , to rodzaj tarczy stosowany do ochrony zarówno obsadzone i bezzałogowym statku kosmicznego przed wpływami z hiperszybkie mikrometeorytami i zanieczyszczeń orbitalnej , który zwykle wahają się w prędkości między 3 a 18 kilometrów na sekundę.
W przeciwieństwie do monolitycznych tarcz wczesnych statków kosmicznych, tarcza Whipple'a składa się ze stosunkowo cienkiej płyty po zewnętrznej stronie umieszczonej w pewnej odległości od ściany statku kosmicznego. Poprawia to ochronę danej masy pancerza (masa jest krytyczna dla statku kosmicznego), ale także zwiększa grubość ścian statku kosmicznego, co może być problematyczne dla satelitów, ponieważ miejsce owiewki wyrzutni jest ograniczone.
Zaletą tego typu osłony jest fakt, że pierwsza ściana rozbija padającą cząstkę i rozprasza ją na większym obszarze, gdy uderza w ścianę wewnętrzną, zmniejszając uszkodzenia.
Istnieje kilka odmian opartych na prostej tarczy Whipple. Tarcza Multi-Shock, podobnie jak ta używana w sondzie Stardust , wykorzystuje kilka cienkich płytek rozmieszczonych w odstępach, aby zwiększyć zdolność tarczy do ochrony statku kosmicznego.
Tarcze Whipple, które mają wypełnienie pomiędzy sztywnymi warstwami, nazywane są „nadziewanymi tarczami whipple”. Wypełnienie tych osłon jest zwykle materiałem o wysokiej wytrzymałości, takim jak Kevlar lub Nextel. Materiał, grubość i odległość między warstwami dobiera się tak, aby wytworzyć osłonę o minimalnej masie, jednocześnie pozwalając na zminimalizowanie prawdopodobieństwa penetracji. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej istnieje ponad 100 konfiguracji osłon , z obszarami zagrożonymi lepiej osłoniętymi.
Na przedniej ścianie (najbardziej odsłoniętej, bo w kierunku jazdy) modułów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, które krążą wokół Ziemi na wysokości od 300 do 400 kilometrów, osłona składa się z tarczy Whipple'a składającej się z 4 do 5 warstw materiałów ( aluminium , kevlar , nextel , wielowarstwowa izolacja termiczna) mniej lub bardziej rozmieszczone i mniej lub bardziej grube (patrz schemat poniżej). Wraz ze ciśnieniową aluminiową powłoką modułu o grubości 4,8 mm, wszystko to tworzy millefeuille o grubości 11,4 cm.
Części Międzynarodowej Stacji Kosmicznej najbardziej narażone na kolizję ze śmieciami kosmicznymi (na czerwono) to te, które znajdują się na jej przedniej ścianie (w kierunku jazdy). Są lepiej chronione.
Konstrukcja osłon przeciwgruzowych Whipple (i mikrometeorydów) Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zainstalowanych na przednich ścianach modułu amerykańskiego (po lewej), japońskiego (Kibo w środku) i europejskiego (po prawej Columbus).