Doktor Vietnam mencari jalan untuk mengurangkan haba bahan untuk melindungi kapal angkasa

Dr Le Thi Quynh Trang dan saintis di Jepun telah menemui kaedah untuk membantu mengurangkan aliran haba pada bahan untuk membantu melindungi permukaan kapal angkasa dan satelit.

Kerja itu diterbitkan dalam Nature oleh Dr. Trang, Institut Penyelidikan dan Pembangunan Teknologi Termaju, Universiti Duy Tan, dan profesor dari Jepun. Para penyelidik berkata bahawa mengurangkan haba elektron dan fluks ion adalah salah satu isu penting, menyumbang kepada perlindungan permukaan satelit dan kapal angkasa.

Bercakap dengan VnExpress , Dr. Trang berkata bahawa apabila elektron dan ion berada pada suhu tinggi, ia mudah bergerak dan berlanggar dengan permukaan logam. Akibatnya, permukaan logam boleh dimusnahkan. Pasukan penyelidik menggunakan medan magnet luaran, yang dicipta oleh arus elektrik melalui wayar pemanasan. Model aliran plasma, termasuk elektron dan ion di kawasan kecil, telah ditubuhkan menggunakan dua dimensi ruang dan tiga koordinat untuk halaju untuk menentukan kesan wayar pemanasan pada zarah dan fluks haba.

Simulasi plasma terkurung oleh vakum. Foto: Pasukan penyelidik

Dr Trang berkata bahawa apabila mensimulasikan pergerakan zarah plasma di pinggir tokamak, pasukan mendapati bahawa medan magnet boleh mengubah arah dan keamatan aliran haba kerana elektron dan ion bergerak di sekitar garis magnet. Khususnya, medan magnet tertumpu (medan magnet dengan magnitud maksimum di kawasan tengah dan berkurangan dengan cepat di kawasan jauh dari pusat) mempunyai keupayaan untuk membentuk cermin magnet. Cermin ini membantu mengekalkan kebanyakan zarah plasma semasa ia bergerak merentasi dan hanya membenarkan zarah dengan halaju yang cukup besar untuk melarikan diri dari cermin untuk bergerak ke luar. Oleh itu, aliran zarah tenaga tinggi dikurangkan sebelum mengenai permukaan logam.

Menjelaskan penggunaan wayar pemanas dalam kajian, kumpulan itu berkata bahawa medan magnet yang dicipta oleh wayar adalah berkadar songsang dengan jarak ke wayar, semakin jauh wayar, semakin kecil medan magnet. Dalam erti kata lain, wayar boleh mencipta medan magnet tertumpu. Menggunakan sinar elektrik boleh mengubah struktur medan magnet sistem peranti, menjejaskan arah aliran zarah. Selepas penyelidikan yang teliti, kumpulan itu membuat kesimpulan bahawa fluks haba tinggi berkurangan dengan ketara pada permukaan logam apabila menggunakan sinar elektrik.

Kapal angkasa Crew Dragon menggunakan bahan termaju untuk melindungi permukaannya. Foto: SpaceX.

Dr. Trang percaya bahawa hasil penyelidikan memainkan peranan penting dan boleh menjadi calon berpotensi dalam mengurangkan aliran zarah tenaga tinggi ke permukaan logam, sekali gus memainkan peranan dalam melindungi permukaan satelit dan kapal angkasa daripada aliran ion dan elektron bertenaga tinggi. Beliau secara optimis meramalkan bahawa kaedah penyelidikan ini tidak lama lagi akan digunakan dalam amalan. "Kumpulan itu akan mengkaji lebih lanjut kebolehlaksanaan kaedah yang dicadangkan apabila mempraktikkannya," kata Dr. Trang.

Penyelidikan untuk mencari bahan baharu dan penyelesaian perlindungan permukaan untuk kapal angkasa dan satelit sedang diusahakan oleh ramai saintis. Khususnya, NASA menggunakan perisai haba yang ditutup dengan bahan gentian karbon yang boleh mengelupas untuk mengelakkan kapal angkasa yang membawa manusia ke Marikh daripada terbakar apabila kembali ke Bumi.

Pada tahun 2021, penyelidik China membangunkan jenis filem nanokomposit polimida dua lapisan baharu yang boleh digunakan untuk melindungi permukaan luar kapal angkasa dengan lebih berkesan.

vnexpress.net