U 12 d'aostu di Pechino à 15:31, u rilevatore di u Parcu Storicu di u Sole (Parker Solar Probe) di a Base Aerea di Cape Canaveral slc-37b hè statu lanciatu da i razzi pesanti Delta 4. Dopu à un volu di 43 minuti, ancu s'è u periodu hà vistu un terzu livellu di perdita suspettata di u mumentu eccitante, per furtuna hè statu u quasi incidente ultimu, u rilevatore Parker hè riesciutu à siparassi da u razzu, hà messu u pede nantu à a longa strada versu u sole, è cusì hà apertu un novu viaghju di l'esplorazione umana di u sole!
Rilevatore di sole
Situ di lanciu
Per creà un record mundiale per ghjunghje à u puntu u più vicinu à u sole, a ghjente deve truvà materiali chì ponu resiste à livelli senza precedenti di temperature ultra-alte. Si pò dì chì s'ellu ùn ci hè micca un sistema di prutezzione termica (TPS), ùn ci hè micca Parker. Sicondu u pianu, Parker entrerà à 4 milioni di chilometri da a superficia di u sole (6,11 milioni di km). Per adattassi à questu ambiente estremamente caldu, u rilevatore purterà un schermu termicu cumpostu, a cupola resisterà à u bagliore di u sole. U schermu termicu ùn pudia esse statu fattu 10 anni fà.
Sè vo site un satellitu di 1 metru quadru in orbita terrestre, è l'energia di u sole hè di circa 1350 watt per ghjunghje à voi, ma Parker hè circa 25 volte più vicinu di sta pusizione, chì hè circa 850.000 watt di calore per metru quadru. Sè a zona hè cuntata, a sonda solare di Parker deve suppurtà circa 3 milioni di watt di energia. U scudo termicu di u rilevatore hè ancu cunnisciutu cum'è u sistema di prutezzione termica (TPS), custituitu da dui strati cumposti arricchiti di carbone è una schiuma di carbone cù una morsa intermedia di circa 4,5 pollici (11,43 cm). U scudo termicu chì guarda u Sole hà ancu un rivestimentu biancu speciale per riflette l'energia di u sole u più pussibule. Stu materiale hè resistente à 2.500 gradi Fahrenheit (circa 1371 ℃) è assicura chì u strumentu funziona à circa 85 gradi Fahrenheit (circa 30 ℃).
"Sè stu compitu era in l'anni 60 à l'anni 70, ancu quandu hè statu implementatu in l'anni 80, hè pussibule di fà vulà metalli altamente resistenti à u calore", hà dettu Driesman. "I scientifichi custruiscenu un Jerdon metallicu cù un puntu di fusione assai altu, ma ùn u mandanu mai in celu, perchè u metallu hè troppu pesante. "A differenza di a maiò parte di e fibre di carbone cummerciali, a so struttura di carbone-carboniu ùn hè micca polimerizzata da resine indurenti perchè e resine indurite evaporanu vicinu à u sole cum'è l'oliu nantu à e superfici stradali calde", hà dettu. Per fà u scudo termicu, a NASA riempie a resina cù "fibra di carbone tritata", poi indurisce a resina, a cuoce in un fornu à 3.000 gradi è ripete u prucessu 4 à 5 volte. "À a fine uttene a fibra di carbone chì hè avvolta intornu à voi. A struttura di carbone-carboniu di a quale parlemu hè carbone puru, senza resine è altre sostanze. "I lati anteriori è posteriori di u scudo termicu sò fatti di sta piastra di carbone-carboniu, chì, in più di esse isolata, hà una resistenza meccanica assai forte". 2 strati di fogli di carbone-carboniu sò abbastanza fini per piegassi è ancu sovrappone si. In mezu à un materiale di carbone-carboniu à dui strati, un stratu di circa 4,5 pollici di schiuma di carbone, chì hè oghje generalmente aduprata in l'industria medica per creà osse alternative. U disignu sandwich sustene tutta a struttura - cum'è cartone ondulatu - chì pesa solu 160 libbre (circa 73 kg) per tuttu u scudo termicu di 8 piedi di spessore.
A schiuma hè ancu a struttura più impurtante di a funzione d'isolamentu di u schermu termicu. Ma u 97% di a bolla di carbone hè aria, per riduce ulteriormente u pesu di e sonde spaziali. U carbone stessu hè termicamente conduttivu, è a struttura di a schiuma significa ancu chì ùn ci hè tantu calore da trasmette. E bolle ùn sò micca faciuli da testà, sò estremamente fragili. Ma ci hè un altru prublema. "Quandu si riscaldanu, brusgianu". ", hà dettu Abel. Brusgià ùn hè micca un grande prublema in u vacuum, ma l'aria restante in a prova farà chì e bolle si brusgianu in carbone. Dunque, l'ingegneri di u Laboratoriu Naziunale di Oak Ridge cù lampade à arcu di plasma à alta temperatura per testà u schermu termicu di queste schiume di carbone resistenza à alta temperatura. L'isolamentu termicu di queste schiume di carbone da solu ùn hè micca abbastanza per guarantisce chì i rilevatori funzioneranu à a temperatura necessaria. Perchè ùn ci hè dissipazione d'aria in u spaziu, l'unicu modu per dissipà u calore hè di sparghje a luce è emette calore in forma di fotoni. Dunque, hè necessariu un altru stratu protettivu: un stratu protettivu biancu hè adupratu per riflette u calore è a luce.
Schema di a struttura di u schermu termicu di u rilevatore solare Parker
À questu scopu, u Laboratoriu di Fisica Applicata di l'Università Johns Hopkins è u Laboratoriu di Tecnulugia Avanzata di a Whiting School of Engineering (Laboratoriu di Tecnulugia Avanzata in a Whiting School Engineering di l'Università Johns Hopkins) anu furmatu una squadra di esperti di rivestimenti isolanti termichi di super lussu, cù una ricerca in squadra chì copre a ceramica à alta temperatura, i rivestimenti chimichi è à spruzzatura di plasma. Attraversu ulteriori testi, a squadra hà infine sceltu u stratu biancu di prutezzione basatu annantu à l'alumina. Ma u stratu prutettivu diventerebbe grisgiu in un ambiente à alta temperatura cù una reazione di carbone, dunque l'ingegneri anu aghjustatu un stratu di tungstenu in u centru, più finu di i capelli, è l'anu rivestitu trà u scudo termicu è u scudo biancu per impedisce l'interazione trà i dui strati. Anu ancu aghjustatu un agente nano-dopante per rende i scudi più bianchi è impedisce l'espansione termica di e particelle d'alumina. Dennis Nagle, ingegnere di ricerca principale à u Centru per a Scienza è l'Ingegneria di i Sistemi, hà dettu chì di solitu quandu si usa a ceramica, si preferisce un rivestimentu rigidu è porosu, ma u materiale si rompe quandu hè colpitu da un martellu. À a temperatura chì Parker affronta, u rivestimentu lisciu si rompe cum'è una finestra colpita da una petra. Dunque, ancu i rivestimenti porosi ponu resiste à questu ambiente estremu. Quandu si verificanu crepe in i rivestimenti porosi, e crepe si fermanu quandu ghjunghjenu à i pori. U rivestimentu hè custituitu da parechji strati granulari grossi, abbastanza per permette à un gruppu di particelle ceramiche di riflette a luce mancante da un altru stratu.
Data di publicazione: 15 d'aostu 2018