Dr. Le Thi Quynh Trang dan saintis di Jepun telah menemui kaedah untuk mengurangkan aliran haba melalui bahan, sekali gus membantu melindungi permukaan kapal angkasa dan satelit.
Kajian ini telah diterbitkan dalam Nature oleh Dr. Trang dari Institut Penyelidikan dan Pembangunan Teknologi Termaju di Universiti Duy Tan dan profesor dari Jepun. Para penyelidik percaya bahawa pengurangan fluks terma elektron dan ion merupakan salah satu isu penting yang menyumbang kepada perlindungan permukaan satelit dan kapal angkasa.
Bercakap kepada VnExpress , Dr. Trang menjelaskan bahawa apabila elektron dan ion berada pada suhu tinggi, ia mudah bergerak dan berlanggar dengan permukaan logam. Akibatnya, permukaan logam boleh rosak. Pasukan penyelidikan menggunakan medan magnet luaran, yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melalui wayar pemanasan. Model aliran plasma, yang terdiri daripada elektron dan ion dalam kawasan kecil, telah diwujudkan menggunakan dua dimensi ruang dan tiga koordinat untuk halaju bagi menentukan kesan wayar pemanasan pada zarah dan fluks terma.
Simulasi plasma dihadkan oleh vakum. Imej: Pasukan penyelidikan
Dr. Trang menjelaskan bahawa semasa mensimulasikan pergerakan zarah plasma di pinggir tokamak, pasukan itu mendapati bahawa medan magnet boleh mengubah arah dan keamatan fluks haba kerana elektron dan ion berputar di sekitar garis medan magnet. Khususnya, medan magnet pekat (yang mempunyai magnitud maksimum di tengah dan berkurangan dengan cepat menjauhi pusat) boleh membentuk cermin magnet. Cermin ini membantu mengekalkan kebanyakan zarah plasma semasa ia bergerak merentasinya, hanya membenarkan zarah dengan halaju yang mencukupi untuk keluar dari cermin dan bergerak ke luar. Oleh itu, fluks zarah bertenaga tinggi dikurangkan sebelum hentaman dengan permukaan logam.
Menjelaskan penggunaan wayar pemanas dalam penyelidikan mereka, pasukan tersebut menyatakan bahawa medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor adalah berkadar songsang dengan jarak dari wayar; semakin jauh dari konduktor, semakin kecil medan magnetnya. Dalam erti kata lain, konduktor boleh menghasilkan medan magnet yang pekat. Menggunakan nyahcas elektrik boleh mengubah struktur medan magnet sistem, yang mempengaruhi arah aliran zarah. Selepas kajian yang teliti, pasukan tersebut menyimpulkan bahawa fluks haba yang tinggi berkurangan dengan ketara pada permukaan logam apabila menggunakan nyahcas elektrik.
Kapal angkasa Crew Dragon menggunakan bahan canggih untuk melindungi permukaannya. Foto: SpaceX.
Dr. Trang percaya hasil penyelidikan ini penting dan boleh menjadi calon yang berpotensi untuk mengurangkan aliran zarah bertenaga tinggi ke permukaan logam, sekali gus melindungi permukaan satelit dan kapal angkasa daripada aliran ion dan elektron bertenaga tinggi. Beliau secara optimistik meramalkan bahawa kaedah penyelidikan ini tidak lama lagi boleh diaplikasikan dalam amalan. "Pasukan ini akan menyiasat lebih lanjut kebolehlaksanaan kaedah yang dicadangkan semasa menjalankan eksperimen," kata Dr. Trang.
Penyelidikan ke atas bahan baharu dan penyelesaian perlindungan permukaan untuk kapal angkasa dan satelit sedang dijalankan oleh ramai saintis. Contohnya, NASA pernah menggunakan perisai haba bersalut gentian karbon yang mengelupas sendiri untuk menghalang kapal angkasa yang membawa manusia ke Marikh daripada terbakar apabila kembali ke Bumi.
Pada tahun 2021, penyelidik Cina telah membangunkan sejenis membran nanokomposit polimida dua lapisan baharu yang boleh digunakan untuk melindungi permukaan luar kapal angkasa dengan lebih berkesan.
vnexpress.net
Komen (0)