Vietnam'lı doktor, uzay aracını korumak için malzeme ısısını azaltmanın yolunu buldu

Dr. Le Thi Quynh Trang ve Japonya'daki bilim insanları , uzay araçlarının ve uyduların yüzeyini korumaya yardımcı olmak için malzemeler üzerindeki ısı akışını azaltmaya yardımcı olacak bir yöntem buldu.

Çalışma, Duy Tan Üniversitesi İleri Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü'nden Dr. Trang ve Japonya'dan profesörler tarafından Nature dergisinde yayınlandı. Araştırmacılar, elektron ve iyon akışının ısısını azaltmanın, uydu ve uzay araçlarının yüzeylerinin korunmasına katkıda bulunan önemli konulardan biri olduğunu belirtti.

Dr. Trang, VnExpress'e verdiği röportajda, elektron ve iyonların yüksek sıcaklıklarda kolayca hareket edip metal yüzeye çarptığını ve bunun sonucunda metal yüzeyin hasar görebileceğini söyledi. Araştırma ekibi, ısıtma telinden geçen elektrik akımının oluşturduğu harici bir manyetik alan kullandı. Küçük bir bölgedeki elektron ve iyonları içeren bir plazma akış modeli, ısıtma telinin parçacıklar ve ısı akışı üzerindeki etkisini belirlemek için iki uzamsal boyut ve üç hız koordinatı kullanılarak oluşturuldu.

Vakumla sınırlandırılmış plazmanın simülasyonu. Fotoğraf: Araştırma ekibi

Dr. Trang, tokamak kenarındaki plazma parçacıklarının hareketini simüle ederken, ekibin manyetik alanların, elektronlar ve iyonlar manyetik çizgiler etrafında hareket ettiği için ısı akışının yönünü ve yoğunluğunu değiştirebileceğini bulduğunu söyledi. Özellikle, yoğun manyetik alanlar (merkez bölgede maksimum büyüklüğe sahip ve merkezden uzak bölgede hızla azalan manyetik alanlar), manyetik aynalar oluşturma yeteneğine sahiptir. Bu aynalar, plazma parçacıklarının çoğunun hareket ederken tutulmasına yardımcı olur ve yalnızca aynadan kaçabilecek kadar yüksek hıza sahip parçacıkların dışarı çıkmasına izin verir. Bu nedenle, yüksek enerjili parçacıkların akışı metal yüzeye çarpmadan önce azalır.

Çalışmada ısıtma teli kullanımını açıklayan grup, bir telin oluşturduğu manyetik alanın tele olan mesafeyle ters orantılı olduğunu, tel ne kadar uzaktaysa manyetik alanın o kadar küçük olduğunu belirtti. Başka bir deyişle, tel yoğun bir manyetik alan oluşturabilir. Elektrik ışınlarının kullanımı, cihaz sisteminin manyetik alan yapısını değiştirerek parçacık akış yönünü etkileyebilir. Grup, titiz bir araştırmanın ardından, elektrik ışınları 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 bir rol oynadığına ve yüksek enerjili parçacıkların metal yüzeylere akışını azaltmada potansiyel bir aday olabileceğine inanıyor. Böylece uydu ve uzay araçlarının yüzeyini yüksek enerjili iyon ve elektron akışlarından koruyabilir. Bu araştırma yönteminin yakında uygulamaya konulacağını iyimser bir şekilde öngörüyor. Dr. Trang, "Grup, önerilen yöntemi uygulamaya koyarken uygulanabilirliğini daha fazla inceleyecek," dedi.

Uzay araçları ve uydular için yeni malzemeler ve yüzey koruma çözümleri bulmak amacıyla birçok bilim insanı araştırmalar yürütüyor. Özellikle NASA, insanları Mars'a taşıyan uzay araçlarının Dünya'ya dönerken yanmasını önlemek için, soyulabilir karbon fiber malzemeyle kaplı bir ısı kalkanı kullandı.

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

vnexpress.net