Je la 12a de aŭgusto, je la 15:31, laŭ Pekina horzono, la Sundetektilo Parker Solar Probe (Suna Sondilo Parker) ĉe la Aerarmea Bazo Cape Canaveral SLC-37b estis lanĉita per pezaj raketoj Delta 4. Post 43-minuta flugo, kvankam en la periodo spertis trian nivelon de suspektinda perdo de la ekscita momento, feliĉe estis la finfina preskaŭ-akcidento. La detektilo Parker sukcese disiĝis de la raketo, ekpaŝis sur la longan vojon al la suno, kaj tiel malfermis novan vojaĝon de homa esplorado de la suno!
Suna Detektilo
Lanĉejo
Por krei mondan rekordon por atingi la plej proksiman punkton en la suno, homoj devas trovi materialojn, kiuj povas elteni senprecedencajn nivelojn de ultra-altaj temperaturoj. Oni povas diri, ke se ne ekzistas termika protekta sistemo (TPS), ne ekzistas Parker. Laŭ la plano, Parker eniros 4 milionojn da mejloj de la sunsurfaco (6.11 milionoj da km). Por adaptiĝi al ĉi tiu ekstreme varma medio, la detektilo portos kompozitan varmoŝildon, la kupolo eltenos la brilon de la suno. La varmoŝildo ne povus esti farita antaŭ 10 jaroj.
Se vi estas 1 kvadratmetra satelito en tera orbito, kaj la suna energio estas ĉirkaŭ 1350 vatoj por atingi vin, sed Parker estas ĉirkaŭ 25-oble pli proksima ol tiu pozicio, kio estas ĉirkaŭ 850 000 vatoj da varmo por kvadrata metro. Se la areo estas kalkulata, la suna sondilo de Parker devas elteni ĉirkaŭ 3 milionojn da vatoj da energio. La varmoŝildo de la detektilo estas ankaŭ konata kiel la Termika Protekta Sistemo (TPS), konsistanta el du karbon-plifortigitaj kompozitaj tavoloj kaj karbonŝaŭmo kun meza krampo de ĉirkaŭ 4,5 coloj (11,43 cm). La varmoŝildo turnita al la Suno ankaŭ havas specialan blankan tegaĵon por reflekti la energion de la suno kiel eble plej multe. Ĉi tiu materialo rezistas ĝis 2 500 gradoj Fahrenheit (ĉirkaŭ 1371 ℃) kaj certigas, ke la instrumento funkcias je ĉirkaŭ 85 gradoj Fahrenheit (ĉirkaŭ 30 ℃).
"Se ĉi tiu tasko estis en la 60-aj ĝis la 70-aj jaroj, eĉ kiam deplojita en la 80-aj jaroj, eblas flugigi altvarmorezistajn metalojn," diris Driesman. "Sciencistoj konstruos metalan Jerdon-on kun tre alta fandopunkto, sed neniam sendos ĝin al la ĉielo, ĉar la metalo estas tro peza. "Male al plej multaj komercaj karbonfibroj, ilia karbon-karbona strukturo ne estas polimerigita per hardantaj rezinoj ĉar harditaj rezinoj vaporiĝas proksime de la suno kiel oleo sur varmaj vojsurfacoj," li diris. Por fari la varmoŝildon, NASA plenigas la rezinon per "hakita karbonfibro", poste hardas la rezinon, bakas ĝin en 3.000-grada forno, kaj ripetas la procezon 4 ĝis 5 fojojn. "Fine vi ricevos la karbonfibron, kiu estas ĉirkaŭvolvita ĉirkaŭ vi. La karbon-karbona strukturo, pri kiu ni parolas, estas pura karbono, libera de rezinoj kaj aliaj substancoj. "La antaŭa kaj malantaŭa flankoj de la termika ŝildo estas faritaj el ĉi tiu karbon-karbona plato, kiu, krom esti izolita, havas tre fortan mekanikan forton." Du tavoloj de karbon-karbonaj folioj estas sufiĉe maldikaj por fleksiĝi kaj eĉ interkovriĝi. Meze de du-tavola karbon-karbona materialo, tavolo de ĉirkaŭ 4,5 coloj da karbonŝaŭmo, kiu nun estas ĝenerale uzata en la medicina industrio por krei alternativajn ostojn. La sandviĉa dezajno subtenas la tutan strukturon - kiel ondumita kartono - kiu pezas nur 160 funtojn (ĉirkaŭ 73 kg) por la tuta 8-futa dika varmoŝildo.
Ŝaŭmo estas ankaŭ la plej grava strukturo por la termika ŝilda izolado. Sed 97% de la karbona veziko estas aero, por plue redukti la pezon de kosmosondiloj. La karbono mem estas termike konduktiva, kaj la ŝaŭma strukturo ankaŭ signifas, ke ne estas tiom da varmo transdonebla. Vezikoj ne estas facile testeblaj, ili estas ekstreme fragilaj. Sed estas alia problemo. "Kiam ili varmiĝas, ili brulas." diris Abel. Brulado ne estas granda problemo en vakuo, sed la restanta aero en la testo kaŭzos, ke la vezikoj bruliĝas en lignokarbon. Tial, inĝenieroj de la Nacia Oak Ridge Laboratorio uzis alttemperaturajn plasmajn arklampojn por testi la varmoŝildon de ĉi tiuj karbonaj ŝaŭmaj alttemperaturaj rezistoj. La termika izolado de ĉi tiuj karbonaj ŝaŭmoj sole ne sufiĉas por garantii, ke la detektiloj funkcios je la bezonata temperaturo. Ĉar ne estas aerdisipado en la kosmo, la sola maniero disipi varmon estas disigi lumon kaj elsendi varmon en la formo de fotonoj. Tial, necesas alia protekta tavolo: blanka protekta tavolo estas uzata por reflekti varmon kaj lumon.
Skema diagramo de la termika ŝilda strukturo de Parker Solar Detector
Por tiu celo, la Laboratorio de Aplikata Fiziko ĉe la Universitato Johns Hopkins kaj la Laboratorio de Altnivela Teknologio de la Whiting Lernejo de Inĝenierarto (Advanced Technology Laboratory en la Whiting Lernejo de Inĝenierarto de la Universitato Johns Hopkins) formis teamon de spertaj teamoj pri superluksaj termikaj izolaj tegaĵoj, kun teama esplorado pri alttemperaturaj ceramikaĵoj, kemiaj kaj plasmoŝprucaj tegaĵoj. Per pliaj testoj, la teamo fine elektis blankan protektan tavolon bazitan sur alumino. Sed la protekta tavolo griziĝus en alttemperatura medio pro karbona reakcio, do la inĝenieroj aldonis tavolon de volframo al la mezo, pli maldikan ol la haro, kaj tegis ĝin inter la varmoŝildo kaj la blanka ŝildo por malhelpi interagadon inter la du tavoloj. Ili ankaŭ aldonis nano-dopan agenton por igi la ŝildojn pli blankaj kaj malhelpi la termikan ekspansion de la alumino-partikloj. Dennis Nagle, ĉefa esplorinĝeniero ĉe la Centro por Sistemscienco kaj Inĝenierarto, diris, ke kutime, kiam oni uzas ceramikaĵojn, rigida, pora tegaĵo estas preferata, sed la materialo rompiĝas kiam batita per martelo. Je la temperaturo, kiun Parker alfrontas, la glata tegaĵo rompiĝas kiel ŝtonfrapita fenestro. Tial, eĉ poraj tegaĵoj povas elteni ĉi tiun ekstreman medion. Kiam fendetoj okazas en poraj tegaĵoj, la fendetoj ĉesas kiam ili atingas la porojn. La tegaĵo konsistas el pluraj krudaj grajnecaj tavoloj - sufiĉe por permesi al grupo de ceramikaj partikloj reflekti la mankantan lumon de alia tavolo.
Afiŝtempo: 15-a de aŭgusto 2018