Nová technologie NASA simuluje extrémní chlad na Měsíci.

NASA vyvíjí nový testovací systém, který dokáže simulovat mrazivé prostředí Měsíce s teplotou -233 °C pro testování materiálů pro budoucí vesmírné mise.

S tím, jak se NASA blíží k misím zaměřeným na průzkum Měsíce, Marsu a dalších oblastí, se vývoj materiálů, které odolávají extrémním teplotám ve vesmíru, stává klíčovým. V mrazivém prostředí se guma může roztříštit jako sklo, elektronické desky plošných spojů jsou náchylné k poškození a elektrické spoje hrozí zamrznutí a prasknutí.

Tato výzva je obzvláště důležitá při plánech na vybudování základny na jižním pólu Měsíce, kde se povrchové teploty dramaticky liší, od extrémního horka během dne až po mrazivý chlad v noci.

Aby se tento problém vyřešil, vyvinuli inženýři z Glennova výzkumného střediska NASA přístroj pro testování struktury lunárního prostředí (LESTR), testovací systém schopný zkoumat materiály, elektronické součástky a letecký hardware při teplotách až 40 Kelvinů, neboli přibližně -233 °C.

Zařízení pro testování struktury lunárního prostředí ve výzkumném středisku Glenn Research Center NASA v Clevelandu, Ohio, USA. (Foto: NASA)

„Žádná architektonická stavba se nepostaví bez důkladného pochopení vlastností stavebních materiálů. Podobně žádná vesmírná mise není kompletní bez robustního konstrukčního návrhu založeného na pochopení použitých materiálů,“ řekl Ariel Dimston, hlavní inženýr projektu LESTR v NASA Glenn.

NASA dříve často používala ultrachladné kapaliny, jako je kapalný dusík, vodík nebo hélium, k testování odolnosti materiálů vůči chladu. Tyto látky patří k nejchladnějším na Zemi a je nutné je skladovat ve specializovaných nádržích.

Podle NASA se systém LESTR odlišuje tím, že celý systém pracuje v prostředí zcela suchého vakua.

„LESTR je unikátní tím, že celý systém pracuje ve zcela suchém vakuu: žádný kapalný dusík, žádné kapalné helium, žádné kapaliny,“ řekl Dimston. „Jedná se o první systém mechanických testů, který eliminuje všechny problémy spojené s kryogenními kapalinami.“

Místo použití podchlazené kapaliny systém využívá k odvodu tepla vysokokapacitní chladicí zařízení zvané kryogenní chladič. NASA uvádí, že se jedná o první „suché“ kryogenní testovací prostředí v oblasti mechanického testování.

Nová technologie je bezpečnější a levnější než tradiční metody a zároveň rozšiřuje rozsah teplotního testování.

„Bez použití kryogenních kapalin také nepotřebujete specializované procesní zařízení, jako jsou Dewarovy nádrže, ohřívače nebo regulační ventily,“ vysvětlil. „Také již nemusíte používat kyslíkové senzory a další složité bezpečnostní systémy, které zvyšují čas, složitost a náklady na proces.“

Kryogenní inženýři testují systém LESTR, který simuluje tepelné vakuum během lunární noci. (Obrázek: NASA)

NASA v současné době využívá LESTR k testování různých materiálů pro budoucí mise. Výzkumný tým zkoumá vlákna, která by mohla být použita pro novou generaci skafandrů, a také vyvíjí materiály pro kola autonomních robotů.

Jednou z významných oblastí výzkumu jsou slitiny s tvarovou pamětí, což je typ kovu, který se dokáže po ohnutí, natažení, zahřátí nebo ochlazení vrátit do původního stavu. Očekává se, že tato technologie pomůže průzkumným robotům orientovat se v drsném terénu Měsíce a Marsu, aniž by se museli obávat propíchnutí.

NASA strávila více než dva roky vývojem první verze s názvem LESTR 1 a nyní pracuje na druhé verzi. Ve spolupráci se společností Fort Wayne Metals dodala americká kosmická agentura LESTR 1 do svého závodu v Indianě, aby otestovala slitinu s tvarovou pamětí v prostředí s extrémně nízkými teplotami.

„Vyvíjíme novou generaci slitin s tvarovou pamětí, které jsou schopné fungovat při teplotách až 40 Kelvinů, což je jedno z nejchladnějších prostředí, kam má rover přístup,“ řekl Dr. Santo Padula II, inspektor projektu LESTR v NASA Glenn.

Dodal: „S tímto systémem můžeme testovat, jak se slitiny s tvarovou pamětí chovají v nejchladnějších oblastech Měsíce a Marsu. Bude to pro nás i vědce obrovský milník, když budeme poprvé svědky vlastností materiálů při tak nízkých teplotách.“

Kromě LESTR provozuje Glennovo centrum NASA řadu experimentálních zařízení simulujících vesmírné prostředí, mikrogravitaci Mezinárodní vesmírné stanice, drsnou atmosféru Venuše a terén Měsíce a Marsu.

NASA Glenn nyní hraje ústřední roli ve výzkumu pokročilých materiálů a technologií pro správu kryogenních kapalin ve vesmíru a slouží budoucím průzkumným misím.

Hoa Vu (podle NASA)

Zdroj: https://vtcnews.vn/cong-nghe-moi-cua-nasa-mo-phong-cai-lanh-cuc-han-tren-mat-trang-ar1016762.html