Во Пекиншко време на 12 август во 15:31 часот, детекторот за сонце „Историски парк“ (Parker Solar Probe) во воздухопловната база Кејп Канаверал беше лансиран со SLC-37b, заедно со тешките ракети „Делта 4“. По 43-минутен лет, иако се претпоставуваше дека возбудливиот момент е трет, за среќа, близок до промашување, детекторот „Паркер“ успешно се одвои од ракетата, стапна на долгиот пат до сонцето и со тоа го отвори новото патување на човечкото истражување на сонцето!
Детектор за сонце
Место за лансирање
За да се создаде светски рекорд за да се достигне најблиската точка на сонцето, луѓето мора да најдат материјали што можат да издржат невидени нивоа на ултра високи температури. Може да се каже дека ако нема систем за термичка заштита (TPS), нема ни Паркер. Според планот, Паркер ќе влезе на 4 милиони милји од површината на сонцето (6,11 милиони км). За да се прилагоди на оваа екстремно топла средина, детекторот ќе носи композитен топлински штит, куполата ќе го издржи отсјајот од сонцето. Топлинскиот штит не можеше да биде направен пред 10 години.
Ако сте сателит од 1 квадратен метар во Земјината орбита, а сончевата енергија е околу 1350 вати за да ве достигне, но Паркер е околу 25 пати поблиску од оваа позиција, што е околу 850.000 вати топлина на квадратен метар. Ако се пресмета површината, сончевата сонда на Паркер мора да издржи околу 3 милиони вати енергија. Топлинскиот штит на детекторот е познат и како систем за термичка заштита (TPS), кој се состои од два слоја композитни слоеви збогатени со јаглерод и јаглеродна пена со средна стега од околу 4,5 инчи (11,43 см). Топлинскиот штит свртен кон Сонцето има и специјален бел слој за да ја рефлектира енергијата од сонцето колку што е можно повеќе. Овој материјал е отпорен на 2.500 степени Фаренхајт (околу 1371 ℃) и гарантира дека инструментот работи на околу 85 степени Фаренхајт (околу 30 ℃).
„Ако оваа задача беше во 60-тите до 70-тите години, дури и кога беше распоредена во 80-тите години, можно е да се летаат метали со висока отпорност на топлина“, рече Дрисман. „Научниците ќе изградат метален Џердон со многу висока точка на топење, но никогаш нема да го испратат во рајот, бидејќи металот е премногу тежок. „За разлика од повеќето комерцијални јаглеродни влакна, нивната јаглеродно-јаглеродна структура не е полимеризирана со стврднувачки смоли бидејќи стврднатите смоли испаруваат во близина на сонцето како масло на топли површини на патот“, рече тој. За да го направи топлинскиот штит, НАСА ја полни смолата со „сечкани јаглеродни влакна“, потоа ја стврднува смолата, ја пече во рерна од 3.000 степени и го повторува процесот 4 до 5 пати. „На крајот ќе го добиете јаглеродното влакно што е обвиткано околу вас. Јаглеродно-јаглеродната структура за која зборуваме е чист јаглерод, без смоли и други супстанции. „Предната и задната страна на термичкиот штит се направени од оваа јаглеродно-јаглеродна плоча, која, покрај тоа што е изолирана, има многу силна механичка цврстина.“ 2 слоја јаглерод-јаглеродни листови се доволно тенки за да се свиткаат, па дури и да се преклопуваат. Во средината на двослоен јаглерод-јаглерод материјал, слој од околу 4,5 инчи јаглеродна пена, која сега генерално се користи во медицинската индустрија за создавање алтернативни коски. Дизајнот во форма на сендвич ја потпира целата структура - слична на брановиден картон - која тежи само 160 фунти (околу 73 кг) за целиот топлински штит со дебелина од 8 стапки.
Пената е исто така најважната структура на термичката изолација на штитот. Но, 97% од јаглеродниот меур е воздух, со цел дополнително да се намали тежината на вселенските сонди. Самиот јаглерод е термички спроводлив, а структурата на пената исто така значи дека нема толку многу топлина што треба да се пренесе. Меурчињата не се лесни за тестирање, тие се екстремно кршливи. Но, постои уште еден проблем. „Кога ќе се загреат, тие горат“, рече Абел. Горењето не е голем проблем во вакуум, но преостанатиот воздух во тестот ќе предизвика меурчињата да се претворат во јаглен. Затоа, Националната лабораторија во Оук Риџ со високотемпературни плазма лачни ламби тестираат топлински штит на овие јаглеродни пени со висока температура. Само топлинската изолација на овие јаглеродни пени не е доволна за да гарантира дека детекторите ќе работат на потребната температура. Бидејќи нема дисипација на воздух во вселената, единствениот начин за дисипација на топлината е расејување на светлината и емитување на топлина во форма на фотони. Затоа, потребен е друг заштитен слој: бел заштитен слој се користи за рефлектирајки ја топлината и светлината.
Шематски дијаграм на структурата на термичкиот штит на соларниот детектор Паркер
За таа цел, Лабораторијата за применета физика на Универзитетот Џонс Хопкинс и Лабораторијата за напредна технологија на Факултетот за инженерство Вајтинг (Лабораторија за напредна технологија на Факултетот за инженерство Вајтинг на Универзитетот Џонс Хопкинс) формираа тим од експертски тимови за термоизолациски премази со супер луксузни тимови, со тимска истражувачка покриеност на високотемпературна керамика, хемиски и плазматски премази. Преку понатамошно тестирање, тимот на крајот го избра белиот слој на заштита базиран на алумина. Но, заштитниот слој би бил посивен во средина со висока температура со реакција на јаглерод, па инженерите додадоа слој од волфрам во средината, потенок од влакното, и обложен помеѓу топлинскиот штит и белиот штит за да спречат интеракција помеѓу двата слоја. Тие исто така додаваат нано-допинг агент за да ги направат штитовите побели и да спречат термичко ширење на честичките од алумина. Денис Нагл, главен истражувачки инженер во Центарот за системска наука и инженерство, рече дека обично кога се користи керамика, се претпочита цврст, порозен слој, но материјалот се крши кога ќе се удри со чекан. На температурата на која се соочува Паркер, мазниот слој се крши како прозорец погоден од камен. Затоа, дури и порозните премази можат да издржат оваа екстремна средина. Кога ќе се појават пукнатини во порозните премази, пукнатините престануваат кога ќе стигнат до порите. Облогата се состои од неколку груби грануларни слоеви - доволно за да овозможат група керамички честички да ја рефлектираат исчезнатата светлина од друг слој.
Време на објавување: 15 август 2018 година