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, elektronik ve iyon akısının ısısını azaltmanın, uydu ve uzay araçlarının yüzeyini korumaya katkıda bulunan önemli konulardan biri olduğunu belirlediler.

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 alanın, elektronlar ve iyonlar manyetik alan çizgileri etrafında hareket ettiği için ısı akışının yönünü ve yoğunluğunu değiştirebileceğini keşfettiğini söyledi. Özellikle, yoğun manyetik alan (manyetik alan merkez bölgede maksimum büyüklüğe sahipken, merkezden uzak bölgede hızla azalır), manyetik aynalar oluşturma yeteneğine sahiptir. Bu aynalar, plazma parçacıklarının çoğunun hareket ederken tutulmasına yardımcı olur ve yalnızca aynadan geçebilecek kadar yüksek hıza sahip parçacıkların dışarı doğru hareket etmesine izin verir. Bu nedenle, yüksek enerjili parçacıkların akışı metal yüzeye çarpmadan önce azalır.

Çalışmada ısıtma tellerinin kullanımını açıklayan grup, bir telin oluşturduğu manyetik alanın tele olan uzaklıkla 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, böylece uydu ve uzay araçlarının yüzeyini yüksek enerjili iyon ve elektron akışlarından korumada rol oynayabileceğine inanıyor. Bu araştırma yönteminin yakında uygulamaya konulacağı konusunda iyimser. Dr. Trang, "Grup, önerilen yöntemi uygulamaya koyarken uygulanabilirliğini daha fazla inceleyecek," dedi.

Birçok bilim insanı, uzay araçları ve uydular için yeni malzemeler ve yüzey koruma çözümleri üzerinde araştırmalar yürütüyor. NASA, insanları Mars'a taşıyan uzay araçlarının Dünya'ya dönerken yanmasını önlemek için soyulabilir karbon fiber malzemeyle kaplanmış 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