Pekinas laiks 12. augustā plkst. 15:31 Vēsturiskā parka saules detektors (Parker Solar Probe) Kanaveralas raga gaisa spēku bāzē ar slc-37b palaišanu, ko veica Delta 4 smagās raķetes. Pēc 43 minūšu lidojuma, lai gan šajā laikā tika piedzīvots trešais iespējamais zaudējuma līmenis aizraujošajā brīdī, par laimi, tas bija gandrīz neveiksmīgs, Parker detektors veiksmīgi atdalījās no raķetes, uzsāka garo ceļu uz sauli un tādējādi atklāja jaunu cilvēces ceļojumu uz sauli!
Saules detektors
Palaišanas vieta
Lai uzstādītu pasaules rekordu tuvākās Saules vietas sasniegšanā, cilvēkiem jāatrod materiāli, kas spēj izturēt nepieredzētu īpaši augstu temperatūru. Var teikt, ka, ja nav termiskās aizsardzības sistēmas (TPS), nav arī Pārkera. Saskaņā ar plānu Pārkers atradīsies 4 miljonu jūdžu attālumā no Saules virsmas (6,11 miljoni km). Lai pielāgotos šai ārkārtīgi karstajai videi, detektoram būs kompozītmateriāla siltuma vairogs, un kupols izturēs saules atspīdumu. Siltuma vairogu nevarēja izgatavot pirms 10 gadiem.
Ja jūs esat 1 kvadrātmetra satelīts Zemes orbītā un Saules enerģija ir aptuveni 1350 vati, lai jūs sasniegtu, bet Parker atrodas aptuveni 25 reizes tuvāk nekā šī pozīcija, kas ir aptuveni 850 000 vatu siltuma uz kvadrātmetru. Ja platība tiek ieskaitīta, Parker saules zondei jāiztur aptuveni 3 miljoni vatu enerģijas. Detektora siltuma vairogs ir pazīstams arī kā termiskās aizsardzības sistēma (TPS), kas sastāv no diviem ar oglekli pastiprinātiem kompozītmateriāla slāņiem un oglekļa putām ar aptuveni 4,5 collu (11,43 cm) starpskavu. Siltuma vairogam, kas vērsts pret Sauli, ir arī īpašs balts pārklājums, lai pēc iespējas vairāk atstarotu Saules enerģiju. Šis materiāls ir izturīgs pret 2500 grādiem pēc Fārenheita (aptuveni 1371 ℃) un nodrošina, ka instruments darbojas aptuveni 85 grādos pēc Fārenheita (aptuveni 30 ℃).
"Ja šis uzdevums tika veikts 60.-70. gados, pat ja to izvieto 80. gados, ir iespējams lidot ar karstumizturīgiem metāliem," sacīja Drīsmans. "Zinātnieki uzbūvēs metāla Džerdonu ar ļoti augstu kušanas temperatūru, bet nekad to nenogādās debesīs, jo metāls ir pārāk smags. "Atšķirībā no vairuma komerciālo oglekļa šķiedru, to oglekļa-oglekļa struktūra netiek polimerizēta, sacietējot sveķus, jo sacietējušie sveķi iztvaiko saules tuvumā kā eļļa uz karstām ceļa virsmām," viņš teica. Lai izgatavotu siltuma vairogu, NASA piepilda sveķus ar "sasmalcinātu oglekļa šķiedru", pēc tam sacietē sveķus, cep tos 3000 grādu krāsnī un atkārto procesu 4 līdz 5 reizes. "Galu galā jūs iegūsiet oglekļa šķiedru, kas jūs aptīs. Oglekļa-oglekļa struktūra, par kuru mēs runājam, ir tīrs ogleklis, bez sveķiem un citām vielām. "Siltumvairoga priekšējā un aizmugurējā puse ir izgatavota no šīs oglekļa-oglekļa plāksnes, kurai papildus izolācijai ir arī ļoti spēcīga mehāniskā izturība." Divi oglekļa-oglekļa lokšņu slāņi ir pietiekami plāni, lai saliektos un pat pārklātos. Divu slāņu oglekļa-oglekļa materiāla vidū ir aptuveni 4,5 collu biezs oglekļa putu slānis, ko tagad parasti izmanto medicīnas nozarē alternatīvu kaulu veidošanai. Sendviča dizains atbalsta visu struktūru, līdzīgi gofrētam kartonam, kas sver tikai 160 mārciņas (aptuveni 73 kg) visam 8 pēdu biezajam siltuma vairogam.
Putuplasts ir arī vissvarīgākā struktūra, kas pilda siltumizolācijas funkciju. Taču 97% no oglekļa burbuļa ir gaiss, lai vēl vairāk samazinātu kosmosa zonžu svaru. Pats ogleklis ir siltumvadošs, un putu struktūra nozīmē arī to, ka nav tik daudz siltuma, kas jāpārraida. Burbuļus nav viegli pārbaudīt, tie ir ārkārtīgi trausli. Taču pastāv vēl viena problēma. "Kad tie sakarst, tie sadeg," sacīja Ābels. Degšana vakuumā nav liela problēma, taču atlikušais gaiss testā izraisīs burbuļu piedegšanu, veidojot kokogli. Tāpēc Nacionālās Oukridžas laboratorijas inženieri ar augstas temperatūras plazmas loka lampām pārbaudīja šo oglekļa putu karstuma aizsargu izturību pret augstu temperatūru. Ar šo oglekļa putu siltumizolāciju vien nepietiek, lai garantētu, ka detektori darbosies nepieciešamajā temperatūrā. Tā kā kosmosā nav gaisa izkliedes, vienīgais veids, kā izkliedēt siltumu, ir izkliedēt gaismu un izstarot siltumu fotonu veidā. Tāpēc ir nepieciešams vēl viens aizsargslānis: balts aizsargslānis, kas tiek izmantots siltuma un gaismas atstarošanai.
Parker saules detektora termiskā vairoga struktūras shematiska diagramma
Šajā nolūkā Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorija un Vaitingas Inženierzinātņu skolas Progresīvo tehnoloģiju laboratorija (Džona Hopkinsa universitātes Vaitingas Inženierzinātņu skolas Progresīvo tehnoloģiju laboratorija) ir izveidojusi ekspertu komandu, kas specializējas īpaši kvalitatīvu siltumizolācijas pārklājumu izgatavošanā, un komandas pētījumi aptver augstas temperatūras keramikas, ķīmisko un plazmas izsmidzināšanas pārklājumus. Veicot turpmākus testus, komanda galu galā izvēlējās balto aizsargslāni, kura pamatā ir alumīnija oksīds. Taču aizsargslānis augstas temperatūras vidē ar oglekļa reakciju kļūtu pelēks, tāpēc inženieri vidū pievienoja volframa slāni, kas ir plānāks par matu, un uzlika to uz pārklājuma starp siltuma vairogu un balto vairogu, lai novērstu mijiedarbību starp abiem slāņiem. Viņi arī pievienoja nanodopinga aģentu, lai padarītu vairogus baltākus un novērstu alumīnija oksīda daļiņu termisko izplešanos. Sistēmu zinātnes un inženierzinātņu centra galvenais pētniecības inženieris Deniss Neigls sacīja, ka parasti, izmantojot keramiku, priekšroka tiek dota stingram, porainam pārklājumam, taču materiāls saplīst, kad to sit ar āmuru. Pārkera iekārtas temperatūrā gludais pārklājums saplīst kā logs ar akmeni. Tāpēc pat poraini pārklājumi var izturēt šo ekstremālo vidi. Kad porainos pārklājumos rodas plaisas, tās apstājas, sasniedzot poras. Pārklājums sastāv no vairākiem rupji graudainiem slāņiem — pietiekami, lai keramikas daļiņu grupa varētu atstarot trūkstošo gaismu no cita slāņa.
Publicēšanas laiks: 2018. gada 15. augusts