Egy vietnami PhD célja az anyaghőmérséklet csökkentése az űrhajók védelme érdekében.

Dr. Le Thi Quynh Trang és japán tudósok felfedeztek egy módszert az anyagokon keresztüli hőáramlás csökkentésére, ami segít megvédeni az űrhajók és műholdak felületét.

A tanulmányt Dr. Trang, a Duy Tan Egyetem Fejlett Technológiai Kutató- és Fejlesztőintézetének munkatársa és japán professzorok publikálták a Nature folyóiratban. A kutatók úgy vélik, hogy az elektronok és ionok hőáramának csökkentése az egyik fontos kérdés, amely hozzájárul a műholdak és űrhajók felületeinek védelméhez.

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

A plazma szimulációkat a vákuum korlátozza. Kép: Kutatócsoport

Dr. Trang elmagyarázta, hogy a plazmarészecskék tokamak szélén történő mozgásának szimulációja során a csapat azt találta, hogy a mágneses mező megváltoztathatja a hőáram irányát és intenzitását, mivel az elektronok és ionok a mágneses térvonalak körül forognak. Különösen egy koncentrált mágneses mező (amelynek maximális nagysága a középpontban van, és onnan gyorsan csökken) képes mágneses tükröket képezni. Ezek a tükrök segítenek megtartani a plazmarészecskék nagy részét, miközben azok áthaladnak rajtuk, és csak a megfelelő sebességű részecskéket engedik meg, hogy elhagyják a tükröt és kifelé mozogjanak. Ezért a nagy energiájú részecskeáram csökken, mielőtt a fémfelülettel ütközne.

A kutatócsoport a fűtőszál használatát magyarázva kijelentette, hogy a vezető által generált mágneses mező fordítottan arányos a vezetéktől való távolsággal; minél távolabb van a vezetőtől, annál kisebb a mágneses mező. Más szóval, a vezető koncentrált mágneses mezőt hozhat létre. Az elektromos kisülések megváltoztathatják a rendszer mágneses mezőjének szerkezetét, befolyásolva a részecskeáramlás irányát. Gondos vizsgálat után a csapat arra a következtetésre jutott, hogy az elektromos kisülések 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 fontosak, és potenciális jelöltként szolgálhatnak a nagy energiájú részecskék fémfelületekre történő áramlásának csökkentésére, ezáltal védve a műholdak és űrhajók felületét a nagy energiájú ion- és elektronáramoktól. Optimista módon jósolja, hogy ez a kutatási módszer hamarosan a gyakorlatban is alkalmazható lesz. „A csapat a kísérletek során tovább vizsgálja majd a javasolt módszer megvalósíthatóságát” – mondta Dr. Trang.

Számos tudós kutat új anyagokat és felületvédelmi megoldásokat űrhajók és műholdak számára. Például a NASA egyszer egy önlehúzódó szénszálas bevonatú hővédő pajzsot használt, hogy megakadályozza, hogy egy embereket szállító űrhajó a Földre való visszatéréskor leégjen.

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

vnexpress.net