12. августа у 15:31 часова по пекиншком времену, детектор Сунца из Историјског парка (Паркер Соларна сонда) на ваздухопловној бази Кејп Канаверал лансиран је помоћу тешких ракета Делта 4, лансиран је након 43 минута лета, иако је током тог периода доживео трећи ниво сумње на губитак узбудљивог тренутка, срећом, у питању је био крајњи промашај, Паркер детектор се успешно одвојио од ракете, кренуо на дуг пут ка Сунцу и тако отворио ново путовање људског истраживања Сунца!
Детектор сунца
Место лансирања
Да би се постигао светски рекорд у достизању најближе тачке на сунцу, људи морају да пронађу материјале који могу да издрже невиђене нивое ултрависоких температура. Може се рећи да ако нема система термичке заштите (TPS), нема ни Паркера. Према плану, Паркер ће се налазити 4 милиона миља од површине Сунца (6,11 милиона км). Да би се прилагодио овом изузетно врућем окружењу, детектор ће носити композитни топлотни штит, купола ће издржати одсјај сунца. Топлотни штит није могао бити направљен пре 10 година.
Ако сте сателит од 1 квадратног метра у Земљиној орбити, а сунчева енергија је око 1350 вати да би вас достигла, али Паркер је око 25 пута ближи од ове позиције, што је око 850.000 вати топлоте по квадратном метру. Ако се рачуна површина, Паркерова соларна сонда мора да издржи око 3 милиона вати енергије. Топлотни штит детектора је такође познат као систем термалне заштите (TPS), који се састоји од два композитна слоја побољшана угљеником и угљеничне пене са међустезачем од око 4,5 инча (11,43 цм). Топлотни штит окренут ка Сунцу такође има посебан бели премаз како би што више рефлектовао енергију Сунца. Овај материјал је отпоран на 2.500 степени Фаренхајта (око 1371 ℃) и осигурава да инструмент ради на око 85 степени Фаренхајта (око 30 ℃).
„Ако је овај задатак био 60-их до 70-их година, чак и када се користи 80-их, могуће је летети металима отпорним на високе температуре“, рекао је Дрисман. „Научници ће направити метални Џердон са веома високом тачком топљења, али га никада неће послати у небо, јер је метал претежак. За разлику од већине комерцијалних угљеничних влакана, њихова угљенично-угљенична структура се не полимеризује стврдњавањем смола јер стврднуте смоле испаравају близу сунца попут уља на врућим површинама пута“, рекао је он. Да би направила топлотни штит, НАСА пуни смолу „сецканим угљеничним влакнима“, затим стврдњава смолу, пече је у рерни на 3.000 степени и понавља процес 4 до 5 пута. „На крају ћете добити угљенична влакна која су обмотана око вас. Угљенично-угљенична структура о којој говоримо је чисти угљеник, без смола и других супстанци. Предња и задња страна термалног штита су направљене од ове угљенично-угљеничне плоче, која, поред тога што је изолована, има веома јаку механичку чврстоћу.“ Два слоја угљенично-угљеничних плоча су довољно танка да се савијају, па чак и преклапају. У средини двослојног угљенично-угљеничног материјала, налази се слој угљеничне пене дебљине око 11 центиметара, која се сада генерално користи у медицинској индустрији за стварање алтернативних костију. Сендвич дизајн подупире целу структуру - попут валовитог картона - која тежи само 73 кг за цео топлотни штит дебљине 2,4 метра.
Пена је такође најважнија структура термичке изолације. Али 97% угљеничног мехура је ваздух, како би се додатно смањила тежина свемирских сонди. Сам угљеник је топлотно проводљив, а структура пене такође значи да нема толико топлоте која се преноси. Мехуриће није лако тестирати, изузетно су крхки. Али постоји још један проблем. „Када се загреју, они горе.“ рекао је Абел. Горење није велики проблем у вакууму, али преостали ваздух у тесту ће узроковати да се мехурићи сагоре у угаљ. Стога су инжењери Националне лабораторије Оук Риџ користили високотемпературне плазма лучне лампе како би тестирали топлотни штит ове угљеничне пене на отпорност на високе температуре. Само термичка изолација ових угљеничних пена није довољна да гарантује да ће детектори радити на потребној температури. Пошто нема дисипације ваздуха у свемиру, једини начин да се топлота расипа је расејање светлости и емитовање топлоте у облику фотона. Стога је потребан још један заштитни слој: бели заштитни слој се користи за рефлектовање топлоте и светлости.
Шематски дијаграм структуре термичког штита Паркер соларног детектора
У том циљу, Лабораторија за примењену физику на Универзитету Џонс Хопкинс и Лабораторија за напредне технологије Вајтинг школе инжењерства (Advanced Technology Laboratory in the Johns Hopkins's Whiting School Engineering) формирале су тим стручњака за термоизолационе премазе, супер луксузних тимова, са тимским истраживањем које покрива високотемпературну керамику, хемијске и плазма прскајуће премазе. Кроз даља испитивања, тим је на крају изабрао бели слој заштите на бази алуминијум оксида. Међутим, заштитни слој би постао сив у окружењу високе температуре са реакцијом угљеника, па су инжењери додали слој волфрама у средину, тањи од косе, и премазали га између топлотног штита и белог штита како би спречили интеракцију између два слоја. Такође су додали нано-допирајући агенс како би штитове учинили бељим и спречили термичко ширење честица алуминијум оксида. Денис Нејгл, главни истраживачки инжењер у Центру за системске науке и инжењерство, рекао је да се обично при употреби керамике пожељнији чврст, порозан премаз, али материјал се ломи када се удари чекићем. На температури којој се Паркер суочава, глатки премаз се ломи као прозор ударен каменом. Стога, чак и порозни премази могу да издрже ово екстремно окружење. Када се пукотине појаве у порозним премазима, пукотине се заустављају када дођу до пора. Премаз се састоји од неколико крупних грануларних слојева - довољно да група керамичких честица рефлектује светлост која недостаје из другог слоја.
Време објаве: 15. август 2018.