Mahasiswa doktoral asal Vietnam ini berupaya mengurangi suhu material untuk melindungi pesawat ruang angkasa.

Dr. Le Thi Quynh Trang dan para ilmuwan di Jepang telah menemukan metode untuk mengurangi aliran panas melalui material, yang membantu melindungi permukaan pesawat ruang angkasa dan satelit.

Studi ini diterbitkan di jurnal Nature oleh Dr. Trang dari Institut Penelitian dan Pengembangan Teknologi Canggih di Universitas Duy Tan dan para profesor dari Jepang. Para peneliti percaya bahwa mengurangi fluks termal elektron dan ion adalah salah satu isu penting yang berkontribusi pada perlindungan permukaan satelit dan pesawat ruang angkasa.

Berbicara kepada VnExpress , Dr. Trang menjelaskan bahwa ketika elektron dan ion berada pada suhu tinggi, mereka mudah bergerak dan bertabrakan dengan permukaan logam. Akibatnya, permukaan logam dapat rusak. Tim peneliti menggunakan medan magnet eksternal, yang diciptakan oleh arus yang mengalir melalui kawat pemanas. Model aliran plasma, yang terdiri dari elektron dan ion di wilayah kecil, dibuat menggunakan dua dimensi spasial dan tiga koordinat untuk kecepatan guna menentukan efek kawat pemanas pada partikel dan fluks termal.

Simulasi plasma dibatasi oleh ruang hampa. Gambar: Tim peneliti

Dr. Trang menjelaskan bahwa ketika mensimulasikan pergerakan partikel plasma di tepi tokamak, tim menemukan bahwa medan magnet dapat mengubah arah dan intensitas fluks panas karena elektron dan ion berputar di sekitar garis medan magnet. Secara khusus, medan magnet terkonsentrasi (yang memiliki magnitudo maksimum di tengah dan menurun dengan cepat menjauh dari pusat) dapat membentuk cermin magnetik. Cermin ini membantu menahan sebagian besar partikel plasma saat bergerak melintasinya, hanya memungkinkan partikel dengan kecepatan yang cukup untuk lolos dari cermin dan bergerak keluar. Oleh karena itu, fluks partikel berenergi tinggi berkurang sebelum mengenai permukaan logam.

Menjelaskan penggunaan kawat pemanas dalam penelitian mereka, tim tersebut menyatakan bahwa medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor berbanding terbalik dengan jarak dari kawat; semakin jauh dari konduktor, semakin kecil medan magnetnya. Dengan kata lain, konduktor dapat menciptakan medan magnet terkonsentrasi. Penggunaan lucutan listrik dapat mengubah struktur medan magnet sistem, memengaruhi arah aliran partikel. Setelah studi yang cermat, tim menyimpulkan bahwa fluks panas yang tinggi berkurang secara signifikan pada permukaan logam saat menggunakan lucutan listrik.

Pesawat ruang angkasa Crew Dragon menggunakan material canggih untuk melindungi permukaannya. Foto: SpaceX.

Dr. Trang percaya bahwa hasil penelitian ini penting dan dapat menjadi kandidat potensial untuk mengurangi aliran partikel berenergi tinggi ke permukaan logam, sehingga melindungi permukaan satelit dan pesawat ruang angkasa dari aliran ion dan elektron berenergi tinggi. Ia dengan optimis memprediksi bahwa metode penelitian ini dapat segera diterapkan dalam praktik. "Tim akan menyelidiki lebih lanjut kelayakan metode yang kami usulkan ketika menerapkannya dalam eksperimen," kata Dr. Trang.

Penelitian tentang material baru dan solusi perlindungan permukaan untuk pesawat ruang angkasa dan satelit sedang dilakukan oleh banyak ilmuwan. Misalnya, NASA pernah menggunakan perisai panas berlapis serat karbon yang dapat mengelupas sendiri untuk mencegah pesawat ruang angkasa yang membawa manusia ke Mars terbakar saat kembali ke Bumi.

Pada tahun 2021, para peneliti Tiongkok mengembangkan jenis membran nanokomposit polimida dua lapis baru yang dapat digunakan untuk melindungi permukaan luar pesawat ruang angkasa secara lebih efektif.

vnexpress.net