කාබන් ෆයිබර් නාසා හි වීර කාව්‍ය දියත් කිරීමේ මෙහෙයුමට ශක්තියක් ලබා දෙයි

බීජිං වේලාව අගෝස්තු 12 ප.ව. 3:31, කේප් කැනවරල් ගුවන් හමුදා කඳවුරේ ඓතිහාසික උද්‍යාන සූර්ය අනාවරකය (පාකර් සූර්ය ගවේෂණ යානය) ඩෙල්ටා 4 බර රොකට් මගින් slc-37b දියත් කරන ලදී. මිනිත්තු 43 ක ගුවන් ගමනකින් පසුව, එම කාල පරිච්ඡේදයේදී ත්‍රාසජනක මොහොතේ තුන්වන මට්ටමේ සැක සහිත අලාභයක් අත්විඳියද, වාසනාවකට මෙන් අවසාන ආසන්න අතපසුවීම් සිදු වූ අතර, පාකර් අනාවරකය රොකට්ටුවෙන් සාර්ථකව වෙන් වී, සූර්යයා වෙත දිගු මාවතකට පා තැබූ අතර, එමඟින් සූර්යයා පිළිබඳ මානව ගවේෂණයේ නව ගමනක් විවෘත විය!

හිරු අනාවරකය

දියත් කිරීමේ ස්ථානය

සූර්යයාගේ ආසන්නතම ස්ථානයට ළඟා වීමට ලෝක වාර්තාවක් නිර්මාණය කිරීමට නම්, පෙර නොවූ විරූ මට්ටමේ අතිශය ඉහළ උෂ්ණත්වයන්ට ඔරොත්තු දිය හැකි ද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීමට මිනිසුන්ට සිදුවේ. තාප ආරක්ෂණ පද්ධතියක් (TPS) නොමැති නම්, පාකර් නොමැති බව පැවසිය හැකිය. සැලැස්මට අනුව, පාකර් සූර්යයාගේ මතුපිට සිට සැතපුම් මිලියන 4 ක් (කිලෝමීටර මිලියන 6.11) ඇතුළු වනු ඇත. මෙම අතිශය උණුසුම් පරිසරයට අනුවර්තනය වීම සඳහා, අනාවරකය සංයුක්ත තාප ආවරණයක් රැගෙන යනු ඇත, ගෝලාකාරය සූර්යයාගේ දීප්තියට ඔරොත්තු දෙනු ඇත. තාප පලිහ වසර 10 කට පෙර සෑදිය නොහැක.

ඔබ පෘථිවි කක්ෂයේ වර්ග මීටර් 1 ක චන්ද්‍රිකාවක් නම්, සහ සූර්යයාගේ ශක්තිය ඔබ වෙත ළඟා වීමට වොට් 1350 ක් පමණ වේ නම්, නමුත් පාකර් මෙම ස්ථානයට වඩා 25 ගුණයකින් පමණ සමීප වේ, එනම් වර්ග මීටරයකට තාපය වොට් 850,000 ක් පමණ වේ. ප්‍රදේශය ගණනය කළහොත්, පාකර්ගේ සූර්ය පරීක්ෂණය වොට් මිලියන 3 ක පමණ ශක්තියකට ඔරොත්තු දිය යුතුය. අනාවරකයේ තාප පලිහ තාප ආරක්ෂණ පද්ධතිය (TPS) ලෙසද හැඳින්වේ, එය කාබන්-වැඩිදියුණු කළ සංයුක්ත ස්ථර දෙකකින් සහ අඟල් 4.5 (11.43cm) පමණ අතරමැදි කලම්පයක් සහිත කාබන් පෙන වලින් සමන්විත වේ. සූර්යයාට මුහුණලා ඇති තාප පලිහට හැකිතාක් සූර්යයාගේ ශක්තිය පරාවර්තනය කිරීම සඳහා විශේෂ සුදු ආලේපනයක් ද ඇත. මෙම ද්‍රව්‍යය ෆැරන්හයිට් අංශක 2,500 (℃ 1371) ට ප්‍රතිරෝධී වන අතර උපකරණය ෆැරන්හයිට් අංශක 85 (℃ 30) ක් පමණ ක්‍රියාත්මක වන බව සහතික කරයි.

"මෙම කාර්යය 60 සිට 70 දශකවල සිදු වූයේ නම්, 80 දශකවල යෙදවූ විට පවා, ඉහළ තාප ප්‍රතිරෝධී ලෝහ පියාසර කිරීමට හැකි වනු ඇත," ඩ්‍රයිස්මන් පැවසීය. "විද්‍යාඥයින් ඉතා ඉහළ ද්‍රවාංකයක් සහිත ලෝහ ජර්ඩන් එකක් සාදනු ඇත, නමුත් එය කිසි විටෙකත් ස්වර්ගයට නොයවනු ඇත, මන්ද ලෝහය ඉතා බරයි. "බොහෝ වාණිජ කාබන් තන්තු මෙන් නොව, ඒවායේ කාබන්-කාබන් ව්‍යුහය දැඩි කරන දුම්මල මගින් බහුඅවයවීකරණය නොකෙරේ, මන්ද දැඩි වූ දුම්මල උණුසුම් මාර්ග මතුපිට තෙල් මෙන් සූර්යයා අසල වාෂ්ප වී යයි," ඔහු පැවසීය. තාප පලිහ සෑදීම සඳහා, නාසා ආයතනය දුම්මලය "කැඩුණු කාබන් තන්තු" වලින් පුරවා, පසුව දුම්මලය දැඩි කරයි, අංශක 3,000 උඳුනක පුළුස්සයි, සහ ක්‍රියාවලිය 4 සිට 5 වතාවක් පුනරාවර්තනය කරයි. "අවසානයේ ඔබ වටා ඔතා ඇති කාබන් තන්තු ඔබට ලැබෙනු ඇත. අප කතා කරන කාබන්-කාබන් ව්‍යුහය පිරිසිදු කාබන් වන අතර, දුම්මල සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය වලින් තොරය. "තාප පලිහෙහි ඉදිරිපස සහ පසුපස පැති මෙම කාබන්-කාබන් තහඩුවෙන් සාදා ඇති අතර, එය පරිවරණය කිරීමට අමතරව, ඉතා ශක්තිමත් යාන්ත්‍රික ශක්තියක් ඇත." කාබන්-කාබන් තහඩු ස්ථර 2ක් නැමීමට සහ අතිච්ඡාදනය වීමට තරම් තුනී වේ. ස්ථර දෙකක කාබන්-කාබන් ද්‍රව්‍යයක් මැද, විකල්ප අස්ථි නිර්මාණය කිරීම සඳහා දැන් සාමාන්‍යයෙන් වෛද්‍ය කර්මාන්තයේ භාවිතා වන කාබන් පෙන අඟල් 4.5 ක පමණ තට්ටුවක්. සැන්ඩ්විච් සැලසුම මුළු ව්‍යුහයම ආධාරක කරයි - රැලි සහිත කාඩ්බෝඩ් වැනි - අඩි 8 ක ඝනකමකින් යුත් සම්පූර්ණ තාප පලිහ සඳහා රාත්තල් 160 ක් (කිලෝග්‍රෑම් 73 ක් පමණ) බරයි.

පෙන යනු තාප පලිහ පරිවාරක ක්‍රියාකාරිත්වයේ වැදගත්ම ව්‍යුහය ද වේ. නමුත් කාබන් බුබුලෙන් 97% ක් වාතය වන අතර, අභ්‍යවකාශ පරීක්ෂණවල බර තවදුරටත් අඩු කිරීම සඳහා. කාබන්ම තාප සන්නායක වන අතර, පෙන ව්‍යුහය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එතරම් තාපයක් සම්ප්‍රේෂණය නොවන බවයි. බුබුලු පරීක්ෂා කිරීම පහසු නැත, ඒවා අතිශයින් බිඳෙන සුළුය. නමුත් තවත් ගැටළුවක් තිබේ. "ඒවා රත් වූ විට, ඒවා දැවී යයි." "ආබෙල් පැවසීය. රික්තයක් තුළ පිළිස්සීම විශාල ගැටළුවක් නොවේ, නමුත් පරීක්ෂණයේ ඉතිරි වාතය බුබුලු අඟුරු බවට පත් කිරීමට හේතු වේ. එබැවින්, මෙම කාබන් පෙන ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයේ තාප පලිහ පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා චාප ලාම්පු සහිත ජාතික ඕක් රිජ් රසායනාගාර ඉංජිනේරුවන්. අනාවරක අවශ්‍ය උෂ්ණත්වයේ දී ක්‍රියා කරන බව සහතික කිරීමට මෙම කාබන් පෙන වල තාප පරිවරණය පමණක් ප්‍රමාණවත් නොවේ. අභ්‍යවකාශයේ වාතය විසුරුවා හැරීමක් නොමැති නිසා, තාපය විසුරුවා හැරීමට ඇති එකම ක්‍රමය ආලෝකය විසුරුවා හැරීම සහ ෆෝටෝන ආකාරයෙන් තාපය විමෝචනය කිරීමයි. එබැවින්, තවත් ආරක්ෂිත තට්ටුවක් අවශ්‍ය වේ: තාපය සහ ආලෝකය පරාවර්තනය කිරීම සඳහා සුදු ආරක්ෂිත තට්ටුවක් භාවිතා කරයි.

පාකර් සූර්ය අනාවරක තාප පලිහ ව්‍යුහයේ ක්‍රමානුරූප සටහන

මේ සඳහා, ජෝන්ස් හොප්කින්ස් විශ්ව විද්‍යාලයේ ව්‍යවහාරික භෞතික විද්‍යා රසායනාගාරය සහ වයිටින් ඉංජිනේරු පාසලේ උසස් තාක්ෂණ රසායනාගාරය (ජෝන්ස් හොප්කින්ස් විශ්ව විද්‍යාලයේ වයිටින් ඉංජිනේරු පාසලේ උසස් තාක්ෂණ රසායනාගාරය) තාප පරිවාරක ආලේපන සුපිරි සුඛෝපභෝගී කණ්ඩායම්වල විශේෂඥ කණ්ඩායම් කණ්ඩායමක් පිහිටුවා ඇති අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව පිඟන් මැටි, රසායනික සහ ප්ලාස්මා ඉසින ආලේපන පිළිබඳ කණ්ඩායම් පර්යේෂණ ආවරණයක් ඇත. වැඩිදුර පරීක්ෂණ හරහා, කණ්ඩායම අවසානයේ ඇලුමිනා මත පදනම් වූ සුදු පැහැති ආරක්ෂණ තට්ටුව තෝරා ගත්තේය. නමුත් කාබන් ප්‍රතික්‍රියාවක් සමඟ ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරයකදී ආරක්ෂිත ස්ථරය අළු පැහැයට හැරෙනු ඇත, එබැවින් ඉංජිනේරුවන් මැදට ටංස්ටන් තට්ටුවක් එකතු කර, හිසකෙස් වලට වඩා තුනී වන අතර, ස්ථර දෙක අතර අන්තර්ක්‍රියා වැළැක්වීම සඳහා තාප පලිහ සහ සුදු පලිහ අතර ආලේප කර ඇත. පලිහ සුදු කිරීමට සහ ඇලුමිනා අංශුවල තාප ප්‍රසාරණය වැළැක්වීම සඳහා ඔවුන් නැනෝ-ඩෝපින් කාරකයක් ද එකතු කරයි. පද්ධති විද්‍යා හා ඉංජිනේරු මධ්‍යස්ථානයේ ප්‍රධාන පර්යේෂණ ඉංජිනේරු ඩෙනිස් නාගල් පැවසුවේ සාමාන්‍යයෙන් පිඟන් මැටි භාවිතා කරන විට, දෘඩ, සිදුරු සහිත ආලේපනයක් වඩාත් කැමති නමුත් මිටියකින් පහර දුන් විට ද්‍රව්‍යය කැඩී යන බවයි. පාකර් මුහුණ දෙන උෂ්ණත්වයේ දී, සුමට ආලේපනය ගල් පහරක් සහිත කවුළුවක් මෙන් කැඩී යයි. එමනිසා, සිදුරු සහිත ආලේපන පවා මෙම ආන්තික පරිසරයට ඔරොත්තු දිය හැකිය. සිදුරු සහිත ආලේපනවල ඉරිතැලීම් ඇති වූ විට, ඒවා සිදුරු කරා ළඟා වූ විට ඉරිතැලීම් නතර වේ. ආලේපනය රළු කැටිති ස්ථර කිහිපයකින් සමන්විත වේ - සෙරමික් අංශු සමූහයකට වෙනත් ස්ථරයකින් අතුරුදහන් වූ ආලෝකය පරාවර්තනය කිරීමට ප්‍රමාණවත් වේ.