बीजिंग वेळ १२ ऑगस्ट दुपारी ३:३१ वाजता, केप कॅनावेरल एअर फोर्स बेसवरील ऐतिहासिक पार्क सन डिटेक्टर (पार्कर सोलर प्रोब) डेल्टा ४ हेवी रॉकेटने slc-३७b लाँच बिट लाँच केले. ४३ मिनिटांच्या उड्डाणानंतर, जरी या कालावधीत तिसऱ्या स्तरावरील संशयास्पद क्षणाचा थरारक क्षण अनुभवला, तरी सुदैवाने अंतिम जवळून चुका झाल्या, पार्कर डिटेक्टर यशस्वीरित्या रॉकेटपासून वेगळे झाला, सूर्याकडे जाणाऱ्या लांब रस्त्यावर पाऊल ठेवले आणि अशा प्रकारे सूर्याच्या मानवी शोधाचा नवीन प्रवास उघडला!
सूर्य शोधक
लाँच साइट
सूर्याच्या सर्वात जवळच्या ठिकाणी पोहोचण्याचा जागतिक विक्रम करण्यासाठी, लोकांना असे साहित्य शोधावे लागेल जे अभूतपूर्व पातळीच्या अति-उच्च तापमानाला तोंड देऊ शकेल. असे म्हणता येईल की जर थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम (TPS) नसेल तर पार्कर अस्तित्वात नाही. योजनेनुसार, पार्कर सूर्याच्या पृष्ठभागापासून 4 दशलक्ष मैल (6.11 दशलक्ष किमी) अंतरावर प्रवेश करेल. या अत्यंत उष्ण वातावरणाशी जुळवून घेण्यासाठी, डिटेक्टरमध्ये एक संयुक्त उष्णता ढाल असेल, घुमट सूर्याच्या तेजाचा सामना करेल. ही उष्णता ढाल 10 वर्षांपूर्वी बनवता आली नसती.
जर तुम्ही पृथ्वीच्या कक्षेत १ चौरस मीटरचा उपग्रह असाल आणि सूर्याची ऊर्जा तुमच्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी सुमारे १३५० वॅट्स असेल, परंतु पार्कर या स्थानापेक्षा सुमारे २५ पट जवळ आहे, जे प्रति चौरस मीटर सुमारे ८५०,००० वॅट्स उष्णता आहे. जर क्षेत्र मोजले तर, पार्करच्या सौर प्रोबला सुमारे ३ दशलक्ष वॅट्स ऊर्जा सहन करावी लागेल. डिटेक्टरच्या उष्णता ढालला थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम (TPS) असेही म्हणतात, ज्यामध्ये दोन कार्बन-वर्धित संमिश्र थर आणि सुमारे ४.५ इंच (११.४३ सेमी) च्या मध्यवर्ती क्लॅम्पसह कार्बन फोम असतो. सूर्याकडे तोंड असलेल्या उष्णता ढालमध्ये सूर्यापासून शक्य तितके ऊर्जा परावर्तित करण्यासाठी एक विशेष पांढरा कोटिंग देखील असतो. हे साहित्य २,५०० अंश फॅरेनहाइट (सुमारे १३७१ ℃) ला प्रतिरोधक आहे आणि हे उपकरण सुमारे ८५ अंश फॅरेनहाइट (सुमारे ३० ℃) वर कार्य करते याची खात्री करते.
"जर हे काम ६० ते ७० च्या दशकात झाले असते, तर ८० च्या दशकातही ते वापरले गेले असते, तर ते उच्च उष्णता-प्रतिरोधक धातू उडवणे शक्य होते," ड्रायझमन म्हणाले. "शास्त्रज्ञ खूप उच्च वितळण्याच्या बिंदूसह धातू जेर्डन तयार करतील, परंतु ते कधीही स्वर्गात पाठवणार नाहीत, कारण धातू खूप जड आहे. "बहुतेक व्यावसायिक कार्बन तंतूंप्रमाणे, त्यांची कार्बन-कार्बन रचना रेझिन कडक करून पॉलिमराइज्ड केली जात नाही कारण कडक रेझिन सूर्याजवळ गरम रस्त्याच्या पृष्ठभागावरील तेलासारखे बाष्पीभवन होतात," तो म्हणाला. उष्णता ढाल तयार करण्यासाठी, नासा रेझिनमध्ये "चिरलेला कार्बन फायबर" भरते, नंतर रेझिन कडक करते, ते ३,०००-अंश ओव्हनमध्ये बेक करते आणि प्रक्रिया ४ ते ५ वेळा पुनरावृत्ती करते. "अखेरीस तुम्हाला तुमच्याभोवती गुंडाळलेला कार्बन फायबर मिळेल. आपण ज्या कार्बन-कार्बन रचनेबद्दल बोलत आहोत ती शुद्ध कार्बन आहे, रेझिन आणि इतर पदार्थांपासून मुक्त आहे." "थर्मल शील्डच्या पुढील आणि मागील बाजू या कार्बन-कार्बन प्लेटपासून बनवलेल्या आहेत, ज्याला इन्सुलेटेड असण्याव्यतिरिक्त, खूप मजबूत यांत्रिक शक्ती आहे." कार्बन-कार्बन शीटचे 2 थर वाकण्यासाठी आणि अगदी ओव्हरलॅप करण्यासाठी पुरेसे पातळ आहेत. दोन-स्तरीय कार्बन-कार्बन मटेरियलच्या मध्यभागी, सुमारे 4.5 इंच कार्बन फोमचा थर, जो आता सामान्यतः वैद्यकीय उद्योगात पर्यायी हाडे तयार करण्यासाठी वापरला जातो. सँडविच डिझाइन संपूर्ण संरचनेला आधार देते - जसे की नालीदार कार्डबोर्ड - ज्याचे वजन संपूर्ण 8-फूट-जाड उष्णता ढालसाठी फक्त 160 पौंड (सुमारे 73 किलो) आहे.
फोम ही थर्मल शील्ड इन्सुलेशन फंक्शनची सर्वात महत्वाची रचना देखील आहे. परंतु कार्बन बबलचा 97% भाग हवा असतो, ज्यामुळे स्पेस प्रोबचे वजन आणखी कमी होते. कार्बन स्वतःच थर्मली कंडक्टिव्ह असतो आणि फोम स्ट्रक्चरचा अर्थ असा आहे की प्रसारित करण्यासाठी इतकी उष्णता नसते. बुडबुडे तपासणे सोपे नसते, ते अत्यंत ठिसूळ असतात. पण आणखी एक समस्या आहे. "जेव्हा ते गरम होतात तेव्हा ते जळतात." "अ‍ॅबेल म्हणाले. व्हॅक्यूममध्ये जळणे ही मोठी समस्या नाही, परंतु चाचणीत उरलेली हवा बुडबुडे कोळशात जळून जातात. म्हणूनच, उच्च-तापमानाच्या प्लाझ्मा आर्क लॅम्पसह राष्ट्रीय ओक रिज प्रयोगशाळेतील अभियंते या कार्बन फोमच्या उच्च तापमान प्रतिरोधकतेच्या उष्णता ढालची चाचणी घेतात. या कार्बन फोमचे थर्मल इन्सुलेशन केवळ डिटेक्टर आवश्यक तापमानावर काम करतील याची हमी देण्यासाठी पुरेसे नाही. कारण अवकाशात हवेचा अपव्यय होत नाही, उष्णता नष्ट करण्याचा एकमेव मार्ग म्हणजे प्रकाश पसरवणे आणि फोटॉनच्या स्वरूपात उष्णता उत्सर्जित करणे. म्हणून, आणखी एक संरक्षक थर आवश्यक आहे: उष्णता आणि प्रकाश परावर्तित करण्यासाठी एक पांढरा संरक्षक थर वापरला जातो.
पार्कर सोलर डिटेक्टर थर्मल शील्ड स्ट्रक्चर स्कीमॅटिक आकृती
यासाठी, जॉन्स हॉपकिन्स विद्यापीठातील अप्लाइड फिजिक्स प्रयोगशाळा आणि व्हाइटिंग स्कूल ऑफ इंजिनिअरिंगच्या प्रगत तंत्रज्ञान प्रयोगशाळेने (जॉन्स हॉपकिन्स विद्यापीठाच्या व्हाइटिंग स्कूल इंजिनिअरिंगमधील प्रगत तंत्रज्ञान प्रयोगशाळा) थर्मल इन्सुलेटिंग कोटिंग सुपर लक्झरी टीम्सच्या तज्ञ टीमची एक टीम तयार केली आहे, ज्यामध्ये उच्च-तापमान सिरेमिक्स, रसायन आणि प्लाझ्मा स्प्रेइंग कोटिंग्जचे टीम रिसर्च कव्हरेज आहे. पुढील चाचणीद्वारे, टीमने अखेर अॅल्युमिनावर आधारित संरक्षणाचा पांढरा थर निवडला. परंतु कार्बन अभिक्रियासह उच्च तापमानाच्या वातावरणात संरक्षक थर राखाडी होईल, म्हणून अभियंत्यांनी मध्यभागी टंगस्टनचा एक थर जोडला, केसांपेक्षा पातळ, आणि दोन थरांमधील परस्परसंवाद रोखण्यासाठी उष्णता ढाल आणि पांढरा ढाल यांच्यामध्ये लेपित केला. ढाल पांढरे करण्यासाठी आणि अॅल्युमिना कणांचा थर्मल विस्तार रोखण्यासाठी ते नॅनो-डोपिंग एजंट देखील जोडतात. सेंटर फॉर सिस्टम्स सायन्स अँड इंजिनिअरिंगचे मुख्य संशोधन अभियंता डेनिस नागले म्हणाले की, सहसा सिरेमिक्स वापरताना, एक कठोर, सच्छिद्र कोटिंग पसंत केले जाते, परंतु हातोड्याने मारल्यावर सामग्री तुटते. पार्कर ज्या तापमानाला तोंड देतो त्या तापमानाला, गुळगुळीत कोटिंग दगडाने मारलेल्या खिडकीसारखे तुटते. म्हणून, सच्छिद्र आवरणे देखील या तीव्र वातावरणाचा सामना करू शकतात. जेव्हा सच्छिद्र आवरणांमध्ये भेगा पडतात तेव्हा त्या छिद्रांपर्यंत पोहोचल्यावर त्या भेगा थांबतात. या आवरणात अनेक खडबडीत दाणेदार थर असतात - जे सिरेमिक कणांच्या गटाला दुसऱ्या थरातील हरवलेला प्रकाश परावर्तित करण्यास परवानगी देतात.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-१५-२०१८