Den 12. August, Peking Zäit, um 15:31 Auer, gouf den Historic Park Sun Detektor (Parker Solar Probe) op der Cape Canaveral Air Force Base slc-37b vun enger schwéierer Delta-4-Rakéit gestart. No engem 43-Minutte-Fluch, obwuel et verdächtegt gouf, datt de Moment vum spannende Verloscht op engem drëtte Grad verluer gaangen ass, ass et glécklecherweis bei engem bal ongléckleche Moment komm, an de Parker-Detektor huet sech erfollegräich vun der Rakéit getrennt, ass op de laange Wee op d'Sonn gaangen an huet domat eng nei Rees vun der mënschlecher Erfuerschung vun der Sonn opgemaach!
Sonnedetektor
Startplaz
Fir e Weltrekord opzestellen, fir déi nootste Plaz an der Sonn z'erreechen, musse Leit Materialien fannen, déi ongehéierten Niveauen vun ultra-héijen Temperaturen aushalen. Et kann ee soen, datt wann et kee Wärmeschutzsystem (TPS) gëtt, et kee Parker gëtt. Nom Plang wäert de Parker 4 Millioune Meilen vun der Sonnenuewerfläch ewech (6,11 Millioune km) fueren. Fir sech un dës extrem waarm Ëmwelt unzepassen, wäert den Detektor en Hëtzeschëld aus Kompositmaterial droen, an d'Kuppel wäert dem Blend vun der Sonn aushalen. Den Hëtzeschëld hätt virun 10 Joer net kënne gemaach ginn.
Wann Dir e Satellit vun 1 Quadratmeter an der Äerdëmlafbunn sidd, an d'Sonnenergie ongeféier 1350 Watt ass fir Iech z'erreechen, awer Parker ongeféier 25 Mol méi no ass wéi dës Positioun, dat sinn ongeféier 850.000 Watt Hëtzt pro Quadratmeter. Wann d'Fläch gezielt gëtt, muss d'Parker Solarsond ongeféier 3 Millioune Watt Energie aushalen. Den Hëtzeschëld vum Detektor ass och bekannt als Thermal Protection System (TPS), deen aus zwou Kuelestoffverstäerkte Kompositschichten an engem Kuelestoffschaum mat enger Zwëschenklammer vu ronn 4,5 Zoll (11,43 cm) besteet. Den Hëtzeschëld, deen op d'Sonn geriicht ass, huet och eng speziell wäiss Beschichtung fir d'Energie vun der Sonn sou vill wéi méiglech ze reflektéieren. Dëst Material ass resistent géint 2.500 Grad Fahrenheit (ongeféier 1371 ℃) a garantéiert datt den Instrument bei ongeféier 85 Grad Fahrenheit (ongeféier 30 ℃) funktionéiert.
„Wann dës Aufgab an den 60er bis 70er Joren gemaach gouf, ass et och wann se an den 80er Joren agesat goufen, méiglech, héich hëtzebeständeg Metaller ze fléien“, sot den Driesman. „Wëssenschaftler bauen e Metall-Jerdon mat engem ganz héije Schmelzpunkt, awer schécken en ni an den Himmel, well de Metall ze schwéier ass. Am Géigesaz zu de meeschte kommerzielle Kuelefaseren gëtt hir Kuelestoff-Kuelestoffstruktur net duerch härtend Harzer polymeriséiert, well gehärtet Harzer no bei der Sonn verdampfen wéi Ueleg op waarme Stroosseflächen“, sot hien. Fir den Hëtzeschëld ze maachen, fëllt d'NASA den Harz mat „gehackter Kuelestofffaser“, härt dann den Harz, bakt en an engem 3.000-Grad-Uewen a widderhëlt de Prozess 4 bis 5 Mol. „Schlussendlech kritt Dir déi Kuelestofffaser, déi ëm Iech gewéckelt ass. D'Kuelestoff-Kuelestoffstruktur, iwwer déi mir schwätzen, ass pure Kuelestoff, fräi vun Harzer an aner Substanzen. Déi viischt an hënnescht Säite vum Hëtzeschëld si vun dëser Kuelestoff-Kuelestoffplack gemaach, déi, zousätzlech zu hirer Isolatioun, eng ganz staark mechanesch Stäerkt huet.“ 2 Schichten aus Kuelestoff-Kuelestoff-Placken si dënn genuch fir sech ze béien an sech souguer ze iwwerlappen. An der Mëtt vun engem zweeschichtege Kuelestoff-Kuelestoff-Material läit eng Schicht vu ronn 4,5 Zoll Kuelestoffschaum, déi hautdesdaags allgemeng an der Medizinindustrie benotzt gëtt fir alternativ Schanken ze kreéieren. Den Sandwich-Design stëtzt déi ganz Struktur - wéi Wellpapp - déi just 160 Pond (ongeféier 73 kg) weit fir den 8 Fouss décke Hëtzeschëld.
Schaum ass och déi wichtegst Struktur vun der Isolatiounsfunktioun vum Wärmeschëld. Awer 97% vun der Kuelestoffblos besteet aus Loft, fir d'Gewiicht vun de Raumsonden weider ze reduzéieren. De Kuelestoff selwer ass thermesch leetfäeg, an d'Schaumstruktur bedeit och, datt net sou vill Hëtzt iwwerdroe gëtt. Blosen sinn net einfach ze testen, si si extrem brécheg. Awer et gëtt nach e Problem. "Wann se waarm ginn, verbrenne se", sot den Abel. Verbrenne ass kee grousse Problem am Vakuum, awer déi verbleiwen Loft am Test verursaacht, datt d'Blosen zu Holzkuel verbrennen. Dofir hunn d'Ingenieuren vum National Oak Ridge Laboratory mat Héichtemperatur-Plasma-Bogenlampen den Hëtzeschëld vun dëse Kuelestoffschaum héichtemperaturbeständeg getest. D'Wärmesiolatioun vun dëse Kuelestoffschaum eleng ass net genuch fir ze garantéieren, datt d'Detektoren bei der gewënschter Temperatur funktionéieren. Well et keng Loftverdeelung am Weltraum gëtt, ass déi eenzeg Méiglechkeet fir Hëtzt ze verdeelen, Liicht ze streien an Hëtzt a Form vu Photonen ofzesetzen. Dofir ass eng aner Schutzschicht gebraucht: eng wäiss Schutzschicht gëtt benotzt fir Hëtzt a Liicht ze reflektéieren.
Schema vun der Struktur vum Wärmeschëld vum Parker Solar Detector
Zu dësem Zweck hunn den Applied Physics Laboratory vun der Johns Hopkins University an den Advanced Technology Laboratory vun der Whiting School of Engineering (Advanced Technology Laboratory an der Johns Hopkins University's Whiting School Engineering) en Expertenteam vun thermesch isoléierende Beschichtungen Superluxuriéis gegrënnt, déi sech mat Fuerschung iwwer Héichtemperaturkeramik, chemesch a Plasmasprëtzbeschichtungen beschäftegen. Duerch weider Tester huet d'Team sech schlussendlech fir déi wäiss Schutzschicht op Basis vun Aluminiumoxid entscheet. Mä d'Schutzschicht géif an enger Ëmfeld mat héijen Temperaturen duerch eng Kuelestoffreaktioun gro ginn, dofir hunn d'Ingenieuren eng Wolframschicht an d'Mëtt bäigefüügt, déi méi dënn ass wéi d'Hoer, an tëscht dem Hëtzeschëld an dem wäisse Schëld beschichtet ass, fir d'Interaktioun tëscht den zwou Schichten ze verhënneren. Si hunn och en Nano-Dotierungsmëttel bäigefüügt, fir d'Schëlder méi wäiss ze maachen an d'thermesch Expansioun vun den Aluminiumoxidpartikelen ze verhënneren. Den Dennis Nagle, Cheffuerschungsingenieur am Center for Systems Science and Engineering, sot, datt normalerweis bei der Notzung vu Keramik eng steif, poréis Beschichtung bevorzugt gëtt, awer d'Material brécht wann et mat engem Hammer geschloe gëtt. Bei der Temperatur, mat där de Parker konfrontéiert ass, brécht déi glat Beschichtung wéi eng Fënster, déi vun engem Steen geschloe gëtt. Dofir kënnen och poréis Beschichtungen dëser extremer Ëmwelt standhalen. Wann Rëss a poréise Beschichtungen optrieden, stoppen d'Rëss wann se d'Poren erreechen. D'Beschichtung besteet aus verschiddene groben granuläre Schichten - genuch fir eng Grupp vu Keramikpartikelen ze erlaben dat feelend Liicht vun enger anerer Schicht ze reflektéieren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 15. August 2018