Augusztus 12-én, pekingi idő szerint délután 3:31-kor a Cape Canaveral Légibázison található Historic Park Napdetektor (Parker Solar Probe) slc-37b indítórakétát Delta 4 nehézrakétával indították útnak. A 43 perces repülés után, bár a feltételezett harmadik szintű katasztrófa is megtörtént, szerencsére a majdnem-balesetek miatt, a Parker detektor sikeresen levált a rakétáról, megtette a lábát a Naphoz vezető hosszú úton, és ezzel megnyitotta az emberiség Nap-felfedezésének új útját!
Napérzékelő
Kilövőállás
Ahhoz, hogy világrekordot állítsanak fel a Nap legközelebbi pontjának elérésében, olyan anyagokat kell találniuk, amelyek képesek ellenállni a példátlanul magas hőmérsékleteknek. Elmondható, hogy ha nincs hővédő rendszer (TPS), nincs Parker sem. A terv szerint a Parker 6,11 millió km-re (4 millió mérföldre) a Nap felszínétől fog berepülni. Annak érdekében, hogy alkalmazkodjon ehhez a rendkívül forró környezethez, a detektor egy kompozit hővédő pajzsot hordoz majd, a kupola pedig ellenáll a nap vakító fényének. A hővédő pajzs 10 évvel ezelőtt nem készülhetett volna el.
Ha egy 1 négyzetméteres, Föld körül keringő műholdról van szó, amelynek energiája körülbelül 1350 watt, hogy elérjen hozzád, de a Parker körülbelül 25-ször közelebb van ehhez a pozícióhoz, ami körülbelül 850 000 watt hőt jelent négyzetméterenként, akkor a területet számolva a Parker napszondájának körülbelül 3 millió watt energiát kell elviselnie. A detektor hővédő pajzsát hővédő rendszernek (TPS) is nevezik, amely két szénnel erősített kompozit rétegből és egy körülbelül 4,5 hüvelykes (11,43 cm) közbenső szorítóból áll. A Nap felé néző hővédő pajzs speciális fehér bevonattal is rendelkezik, hogy a lehető legjobban visszaverje a nap energiáját. Ez az anyag 2500 Fahrenheit-foknak (kb. 1371 ℃) ellenáll, és biztosítja, hogy a műszer körülbelül 85 Fahrenheit-fokon (kb. 30 ℃) működjön.
„Ha ez a feladat a 60-as és 70-es években történt volna, még a 80-as években bevetve is lehetséges nagy hőállóságú fémeket reptetni” – mondta Driesman. „A tudósok építenek egy nagyon magas olvadáspontú fém Jerdont, de soha nem küldik a mennybe, mert a fém túl nehéz.” „A legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható szénszállal ellentétben, szén-szén szerkezetüket nem polimerizálják a gyanták keményedésével, mivel a megkeményedett gyanták elpárolognak a nap közelében, mint az olaj a forró útfelületen” – mondta. A hővédő pajzs elkészítéséhez a NASA „aprított szénszállal” tölti meg a gyantát, majd megkeményíti a gyantát, 3000 fokos kemencében süti, és a folyamatot 4-5 alkalommal megismétli. „Végül megkapod a szénszálat, ami köréd van tekerve. A szén-szén szerkezet, amiről beszélünk, tiszta szén, gyantáktól és egyéb anyagoktól mentes. A hővédő pajzs elülső és hátulsó oldala ebből a szén-szén lemezből készül, amely a szigetelés mellett nagyon erős mechanikai szilárdsággal is rendelkezik.” A kétrétegű szén-szén lemez elég vékony ahhoz, hogy meghajoljon, sőt átfedje egymást. A kétrétegű szén-szén anyag közepén egy körülbelül 11 cm vastag szénhab réteg található, amelyet ma már általában az orvostudományban használnak alternatív csontok létrehozására. A szendvicsszerkezet támasztja alá a teljes szerkezetet – hullámkartonszerű –, amely a teljes, 2,4 méter vastag hővédő pajzshoz képest mindössze 73 kg-ot nyom.
A hab a legfontosabb szerkezeti hővédő szigetelési funkció is. A szénbuborékok 97%-a azonban levegő, ami tovább csökkenti az űrszondák súlyát. Maga a szén hővezető, és a habszerkezet azt is jelenti, hogy nem kell annyi hőt átadni. A buborékokat nem könnyű tesztelni, rendkívül törékenyek. De van egy másik probléma is. „Amikor felmelegszenek, elégnek” – mondta Abel. „Amikor felmelegszenek, elégnek” – mondta. „Vákuumban az égés nem nagy probléma, de a vizsgálat során megmaradó levegő miatt a buborékok szénné égnek.” Ezért a National Oak Ridge Laboratórium mérnökei magas hőmérsékletű plazmaívlámpákkal tesztelték ezeknek a szénhaboknak a hővédőjét, amelyek nagy hőmérsékletnek is ellenállnak. A szénhabok hőszigetelése önmagában nem elegendő annak garantálásához, hogy a detektorok a kívánt hőmérsékleten működjenek. Mivel az űrben nincs levegődiszperzió, a hőelvezetés egyetlen módja a fény szórása és a hő fotonok formájában történő kibocsátása. Ezért egy másik védőrétegre van szükség: egy fehér védőrétegre, amely visszaveri a hőt és a fényt.
Parker napelemes detektor hővédő szerkezetének vázlatos rajza
Ennek érdekében a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma és a Whiting Műszaki Iskola Fejlett Technológiai Laboratóriuma (a Johns Hopkins Egyetem Whiting Műszaki Iskolájának Fejlett Technológiai Laboratóriuma) szakértői csapatot hozott létre, akik luxus hőszigetelő bevonatokkal foglalkoznak, és a kutatások kiterjednek a magas hőmérsékletű kerámiákra, a kémiai és plazmaszórásos bevonatokra. További tesztelések során a csapat végül az alumínium-oxid alapú fehér védőréteg mellett döntött. A védőréteg azonban magas hőmérsékletű környezetben, szénreakció következtében elszürkülne, ezért a mérnökök egy volfrámréteget adtak a közepére, amely vékonyabb volt, mint a hajszál, és ezt a réteget vonták be a hővédő pajzs és a fehér pajzs közé, hogy megakadályozzák a két réteg közötti kölcsönhatást. Nano-adalékoló szert is adtak hozzá, hogy a pajzsok fehérebbek legyenek, és megakadályozzák az alumínium-oxid részecskék hőtágulását. Dennis Nagle, a Rendszertudományi és Mérnöki Központ vezető kutatómérnöke elmondta, hogy kerámiák használatakor általában a merev, porózus bevonat az előnyösebb, de az anyag kalapáccsal való ütésre eltörik. A Parker által kitett hőmérsékleten a sima bevonat úgy törik el, mint egy kővel ütött ablak. Ezért még a porózus bevonatok is ellenállnak ennek a szélsőséges környezetnek. Amikor repedések keletkeznek a porózus bevonatokban, a repedések megállnak, amikor elérik a pórusokat. A bevonat több durva szemcsés rétegből áll – elegendő ahhoz, hogy egy kerámiarészecske-csoport visszaverje a hiányzó fényt egy másik rétegről.
Közzététel ideje: 2018. augusztus 15.