Vietnami orvos módszert talált az anyaghő csökkentésére az űrhajók védelme érdekében

Dr. Le Thi Quynh Trang és japán tudósok találtak egy módszert, amely segít csökkenteni a hőáramlást az anyagokon, ezáltal védve az űrhajók és műholdak felületét.

A munkát Dr. Trang, a Duy Tan Egyetem Fejlett Technológiai Kutatási és Fejlesztési Intézetének munkatársa, valamint japán professzorok publikálták a Nature folyóiratban. A kutatók megállapították, hogy az elektronikus és ionfluxus hőjének csökkentése az egyik legfontosabb kérdés, amely hozzájárul a műholdak és űrhajók felületének védelméhez.

A VnExpressnek nyilatkozva Dr. Trang elmondta, hogy amikor az elektronok és ionok magas hőmérsékleten vannak, könnyen elmozdulnak és ütköznek a fémfelülettel. Ennek eredményeként a fémfelület tönkremehet. A kutatócsoport egy külső mágneses mezőt használt, amelyet a fűtőszálon átfolyó elektromos áram hozott létre. Egy plazmaáramlási modellt hoztak létre, amely egy kis régióban tartalmazza az elektronokat és ionokat, két térbeli dimenzió és három sebességkoordináta segítségével, hogy meghatározzák a fűtőszál részecskékre és hőáramra gyakorolt ​​hatását.

Vákuumban bezárt plazma szimulációja. Fotó: Kutatócsoport

Dr. Trang elmondta, hogy a plazmarészecskék tokamak szélén történő mozgásának szimulációja során a csapat azt találta, hogy a mágneses mező megváltoztathatja a hőáramlás irányát és intenzitását, mivel az elektronok és ionok a mágneses mező vonalak körül mozognak. Különösen a koncentrált mágneses mező (a mágneses mező a középső régióban maximális nagyságrendű, és a középponttól távolabb eső régióban gyorsan csökken) képes mágneses tükröket képezni. Ezek a tükrök segítenek megtartani a plazmarészecskék nagy részét, miközben áthaladnak a tükrön, és csak azokat a részecskéket engedik kifelé mozogni, amelyek sebessége elég nagy ahhoz, hogy áthaladjanak a tükrön. Ezért a nagy energiájú részecskék áramlása csökken, mielőtt elérnék a fémfelületet.

A fűtőszálak tanulmányban való használatát magyarázva a csoport elmondta, hogy a vezeték által létrehozott mágneses mező fordítottan arányos a vezetéktől való távolsággal, minél távolabb van a vezeték, annál kisebb a mágneses mező. Más szóval, a vezeték koncentrált mágneses mezőt hozhat létre. Az elektromos sugarak használata megváltoztathatja az eszközrendszer mágneses mezőjének szerkezetét, befolyásolva a részecskeáramlás irányát. Gondos kutatás után a csoport arra a következtetésre jutott, hogy az elektromos sugarak használata jelentősen csökkenti a fém felületén a nagy hőáramot.

A Crew Dragon űrszonda fejlett anyagokat használ a felszínének védelmére. Fotó: SpaceX

Dr. Trang úgy véli, hogy a kutatási eredmények fontos szerepet játszanak, és potenciális jelöltként szolgálhatnak a nagy energiájú részecskék fémfelületekre történő áramlásának csökkentésében, ezáltal szerepet játszva a műholdak és űrhajók felületének védelmében a nagy energiájú ion- és elektronáramlásokkal szemben. Optimista, hogy ezt a kutatási módszert hamarosan a gyakorlatban is alkalmazni fogják. „A csoport a gyakorlati alkalmazás során tovább fogja vizsgálni a javasolt módszer megvalósíthatóságát” – mondta Dr. Trang.

Számos tudós kutat új anyagokat és felületvédelmi megoldásokat űrhajók és műholdak számára. A NASA egy lehúzható szénszálas anyaggal bevont hővédő pajzsot használt, hogy megakadályozza, hogy az embereket a Marsra szállító űrhajók felforrjanak, amikor visszatérnek a Földre.

2021-ben kínai kutatók kifejlesztettek egy új típusú, kétrétegű poliimid nanokompozit fóliát, amely hatékonyabban védi az űrhajók külső felületeit.

vnexpress.net