Vietnamlı doktora öğrencisi, uzay araçlarını korumak için malzeme sıcaklığını düşürmeyi hedefliyor.

Japonya'dan Dr. Le Thi Quynh Trang ve bilim insanları , malzemelerden geçen ısı akışını azaltarak uzay araçlarının ve uyduların yüzeylerini korumaya yardımcı olacak bir yöntem keşfettiler.

Duy Tan Üniversitesi İleri Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü'nden Dr. Trang ve Japonya'dan profesörler tarafından yapılan çalışma Nature dergisinde yayınlandı. Araştırmacılar, elektron ve iyon termal akışını azaltmanın, uydu ve uzay aracı yüzeylerinin korunmasına katkıda bulunan önemli konulardan biri olduğuna inanıyor.

VnExpress'e konuşan Dr. Trang, elektronlar ve iyonlar yüksek sıcaklıklarda kolayca hareket edip metal yüzeylerle çarpıştıklarını ve bunun sonucunda metal yüzeyin hasar görebileceğini açıkladı. Araştırma ekibi, ısıtma telinden geçen akım tarafından oluşturulan harici bir manyetik alan kullandı. Parçacıklar ve termal akı üzerindeki ısıtma telinin etkisini belirlemek için, iki uzamsal boyut ve üç hız koordinatı kullanılarak, küçük bir bölgedeki elektron ve iyonlardan oluşan bir plazma akış modeli oluşturuldu.

Plazma simülasyonları vakumla sınırlıdır. Görsel: Araştırma ekibi

Dr. Trang, tokamakın kenarında plazma parçacıklarının hareketini simüle ederken, ekibin manyetik alanın, elektronlar ve iyonların manyetik alan çizgileri etrafında dönmesi nedeniyle ısı akışının yönünü ve yoğunluğunu değiştirebileceğini bulduğunu açıkladı. Özellikle, yoğunlaştırılmış bir manyetik alan (merkezde maksimum büyüklüğe sahip ve merkezden uzaklaştıkça hızla azalan bir alan), manyetik aynalar oluşturabilir. Bu aynalar, plazma parçacıklarının çoğunu üzerlerinden geçerken tutmaya yardımcı olur ve yalnızca yeterli hıza sahip parçacıkların aynadan kaçıp dışarı doğru hareket etmesine izin verir. Bu nedenle, yüksek enerjili parçacık akışı, metal yüzeye çarpmadan önce azalır.

Araştırmalarında ısıtma teli kullanımını açıklayan ekip, bir iletken tarafından oluşturulan manyetik alanın telden uzaklıkla ters orantılı olduğunu; iletkenden ne kadar uzaklaşılırsa manyetik alanın o kadar küçük olduğunu belirtti. Başka bir deyişle, iletken yoğunlaştırılmış bir manyetik alan oluşturabilir. Elektrik deşarjları kullanmak, sistemin manyetik alan yapısını değiştirebilir ve parçacık akışının yönünü etkileyebilir. Ekip, dikkatli bir incelemeden sonra, elektrik deşarjları kullanıldığında metal yüzeyindeki yüksek ısı akışının önemli ölçüde azaldığı sonucuna vardı.

Crew Dragon uzay aracı, yüzeyini korumak için gelişmiş malzemeler kullanıyor. Fotoğraf: SpaceX.

Dr. Trang, araştırma sonuçlarının önemli olduğuna ve yüksek enerjili parçacıkların metal yüzeylere akışını azaltmak için potansiyel bir aday olabileceğine, böylece uyduların ve uzay araçlarının yüzeylerini yüksek enerjili iyon ve elektron akımlarından koruyabileceğine inanıyor. Bu araştırma yönteminin yakında pratikte uygulanabileceğini iyimser bir şekilde öngörüyor. Dr. Trang, "Ekip, önerilen yöntemimizin uygulanabilirliğini deneysel olarak daha ayrıntılı bir şekilde inceleyecektir" dedi.

Uzay araçları ve uydular için yeni malzemeler ve yüzey koruma çözümleri üzerine araştırmalar birçok bilim insanı tarafından sürdürülmektedir. Örneğin, NASA bir zamanlar Mars'a insan taşıyan bir uzay aracının Dünya'ya dönüşünde yanmasını önlemek için kendiliğinden soyulabilen karbon fiber kaplı bir ısı kalkanı kullanmıştı.

2021 yılında Çinli araştırmacılar, uzay araçlarının dış yüzeylerini daha etkili bir şekilde korumak için kullanılabilecek yeni bir tür iki katmanlı poliimid nanokompozit membran geliştirdiler.

vnexpress.net