Fit-12 ta' Awwissu, ħin ta' Beijing, fit-3:31 PM, id-ditekter tax-Xemx tal-Park Storiku (Parker Solar Probe) fil-Bażi tal-Forza tal-Ajru ta' Cape Canaveral slc-37b tnieda bit-tnedija tar-rokits tqal Delta 4. Wara titjira ta' 43 minuta, għalkemm il-perjodu esperjenza t-tielet livell ta' telf suspettat tal-mument eċċitanti, fortunatament huwa l-kważi inċident aħħari, id-ditekter Parker irnexxielu jissepara mir-rokit, poġġa sieq fit-triq twila lejn ix-xemx, u b'hekk fetaħ vjaġġ ġdid ta' esplorazzjoni umana tax-xemx!
Ditekter tax-Xemx
Sit tat-tnedija
Biex jinħoloq rekord dinji biex jintlaħaq l-eqreb post fix-xemx, in-nies iridu jsibu materjali li jistgħu jifilħu livelli bla preċedent ta’ temperaturi ultra-għoljin. Jista’ jingħad li jekk ma jkunx hemm sistema ta’ protezzjoni termali (TPS), ma jkunx hemm Parker. Skont il-pjan, Parker se jidħol 4 miljun mil mill-wiċċ tax-xemx (6.11 miljun km). Sabiex jadatta għal dan l-ambjent estremament sħun, id-ditekter se jġorr tarka tas-sħana komposta, il-koppla se tiflaħ id-dija mix-xemx. It-tarka tas-sħana ma setgħetx issir 10 snin ilu.
Jekk inti satellita ta' metru kwadru fl-orbita tad-Dinja, u l-enerġija tax-xemx hija ta' madwar 1350 watt biex tasal għandek, iżda Parker huwa madwar 25 darba eqreb minn din il-pożizzjoni, li huwa madwar 850,000 watt ta' sħana għal kull metru kwadru. Jekk iż-żona tiġi kkunsidrata, is-sonda solari ta' Parker trid tiflaħ madwar 3 miljun watt ta' enerġija. It-tarka tas-sħana tad-ditekter hija magħrufa wkoll bħala s-sistema ta' Protezzjoni Termali (TPS), li tikkonsisti f'żewġ saffi komposti msaħħa bil-karbonju u fowm tal-karbonju b'morsa intermedja ta' madwar 4.5 pulzieri (11.43 ċm). It-tarka tas-sħana li tħares lejn ix-Xemx għandha wkoll kisi abjad speċjali biex tirrifletti l-enerġija mix-xemx kemm jista' jkun. Dan il-materjal huwa reżistenti għal 2,500 grad Fahrenheit (madwar 1371 ℃) u jiżgura li l-istrument jopera f'madwar 85 grad Fahrenheit (madwar 30 ℃).
"Jekk dan il-kompitu kien fis-snin 60 sas-snin 70, anke meta skjerat fis-snin 80, huwa possibbli li jtiru metalli reżistenti għas-sħana," qal Driesman. "Ix-xjentisti jibnu Jerdon tal-metall b'punt ta' tidwib għoli ħafna, iżda qatt ma jibagħtuh is-sema, għax il-metall huwa tqil wisq. "B'differenza mill-biċċa l-kbira tal-fibri tal-karbonju kummerċjali, l-istruttura tal-karbonju-karbonju tagħhom mhix polimerizzata minn reżini mwebbsa għaliex ir-reżini mwebbsa jevaporaw ħdejn ix-xemx bħaż-żejt fuq uċuħ tat-toroq sħan," qal. Biex tagħmel it-tarka tas-sħana, in-NASA timla r-reżina b'"fibra tal-karbonju mqattgħa", imbagħad twebbes ir-reżina, taħmiha f'forn ta' 3,000 grad, u tirrepeti l-proċess 4 sa 5 darbiet. "Eventwalment ikollok il-fibra tal-karbonju li tkun imgeżwra madwarek. L-istruttura tal-karbonju-karbonju li qed nitkellmu dwarha hija karbonju pur, ħielsa minn reżini u sustanzi oħra. "In-naħat ta' quddiem u ta' wara tat-tarka termali huma magħmula minn din il-pjanċa tal-karbonju-karbonju, li, minbarra li hija iżolata, għandha saħħa mekkanika qawwija ħafna." Żewġ saffi ta’ folji tal-karbonju-karbonju huma rqaq biżżejjed biex jitgħawġu u saħansitra jikkoinċidu. Fin-nofs ta’ materjal tal-karbonju-karbonju b’żewġ saffi, hemm saff ta’ madwar 4.5 pulzieri ta’ fowm tal-karbonju, li issa ġeneralment jintuża fl-industrija medika biex jinħolqu għadam alternattiv. Id-disinn tas-sandwich isostni l-istruttura kollha—bħal kartun korrugat—li jiżen biss 160 libbra (madwar 73kg) għat-tarka tas-sħana kollha ta’ 8 piedi ħxuna.
Ir-ragħwa hija wkoll l-aktar struttura importanti tal-funzjoni ta' insulazzjoni tat-tarka termali. Iżda 97% tal-bużżieqa tal-karbonju hija arja, sabiex jitnaqqas aktar il-piż tas-sondi spazjali. Il-karbonju nnifsu huwa konduttiv termalment, u l-istruttura tar-ragħwa tfisser ukoll li m'hemmx daqstant sħana x'tiġi trasmessa. Il-bżieżaq mhumiex faċli biex jiġu ttestjati, huma estremament fraġli. Iżda hemm problema oħra. "Meta jisħnu, jinħarqu." qal Abel. Il-ħruq mhuwiex problema kbira fil-vakwu, iżda l-arja li jifdal fit-test tikkawża li l-bżieżaq jinħarqu u jsiru faħam. Għalhekk, l-Inġiniera tal-Laboratorju Nazzjonali ta' Oak Ridge b'lampi tal-ark tal-plażma b'temperatura għolja biex jittestjaw it-tarka tas-sħana ta' dawn ir-ragħwa tal-karbonju b'reżistenza għat-temperatura għolja. L-insulazzjoni termali ta' dawn ir-ragħwa tal-karbonju waħedha mhix biżżejjed biex tiggarantixxi li d-ditekters jaħdmu fit-temperatura meħtieġa. Minħabba li m'hemm l-ebda dissipazzjoni tal-arja fl-ispazju, l-uniku mod biex tinħela s-sħana huwa li xxerred id-dawl u toħroġ is-sħana fil-forma ta' fotoni. Għalhekk, huwa meħtieġ saff protettiv ieħor: saff protettiv abjad jintuża biex jirrifletti s-sħana u d-dawl.
Dijagramma skematika tal-istruttura tat-tarka termali tad-Detector Solari Parker
Għal dan il-għan, il-Laboratorju tal-Fiżika Applikata fl-Università ta' Johns Hopkins u l-Laboratorju tat-Teknoloġija Avvanzata tal-Iskola tal-Inġinerija Whiting (Advanced Technology Laboratory in Johns Hopkins School of Engineering) iffurmaw tim ta' esperti ta' kisi ta' insulazzjoni termali super lussuża, b'riċerka f'tim li tkopri ċeramika f'temperatura għolja, kisi kimiku u kisi tal-isprejjar tal-plażma. Permezz ta' aktar testijiet, it-tim eventwalment għażel is-saff abjad ta' protezzjoni bbażat fuq l-alumina. Iżda s-saff protettiv ikun griż f'ambjent ta' temperatura għolja b'reazzjoni tal-karbonju, għalhekk l-inġiniera żiedu saff ta' tungstenu fin-nofs, irqaq mix-xagħar, u kisih bejn it-tarka tas-sħana u t-tarka bajda biex jipprevjenu l-interazzjoni bejn iż-żewġ saffi. Żiedu wkoll aġent nano-doping biex jagħmlu t-tarki aktar bojod u jipprevjenu l-espansjoni termali tal-partiċelli tal-alumina. Dennis Nagle, inġinier ewlieni tar-riċerka fiċ-Ċentru għax-Xjenza u l-Inġinerija tas-Sistemi, qal li ġeneralment meta tintuża ċ-ċeramika, huwa preferut kisi riġidu u poruż, iżda l-materjal jinkiser meta jintlaqat b'martell. Fit-temperatura li qed tiffaċċja Parker, il-kisi lixx jinkiser bħal tieqa milquta minn ġebla. Għalhekk, anke kisi poruż jista' jiflaħ dan l-ambjent estrem. Meta jseħħu xquq f'kisi poruż, ix-xquq jieqfu meta jilħqu l-pori. Il-kisi jikkonsisti f'diversi saffi granulari oħxon - biżżejjed biex jippermetti li grupp ta' partiċelli taċ-ċeramika jirriflettu d-dawl nieqes minn saff ieħor.
Ħin tal-posta: 15 ta' Awwissu 2018