کاربن فائبر ناسا کے مہاکاوی لانچ مشن کو فروغ دیتا ہے۔

بیجنگ کے وقت 12 اگست دوپہر 3:31 بجے، تاریخی پارک سن ڈیٹیکٹر (پارکر سولر پروب) ڈیلٹا 4 ہیوی راکٹ کے ذریعے کیپ کیناورل ایئر فورس بیس slc-37b لانچ بٹ پر لانچ کیا گیا۔ 43 منٹ کی پرواز کے بعد، اگرچہ اس دورانیے میں سنسنی خیز لمحے کے مشتبہ نقصان کے تیسرے درجے کا تجربہ ہوا، لیکن خوش قسمتی سے یہ آخری قریب ہے، پارکر ڈیٹیکٹر کامیابی کے ساتھ راکٹ سے الگ ہوا، سورج کی لمبی سڑک پر قدم رکھا، اور اس طرح سورج کی انسانی تلاش کے نئے سفر کا آغاز ہوا!

سورج کا پتہ لگانے والا

سائٹ لانچ کریں۔

سورج کے قریب ترین مقام تک پہنچنے کا عالمی ریکارڈ بنانے کے لیے، لوگوں کو ایسا مواد تلاش کرنا ہوگا جو انتہائی بلند درجہ حرارت کی بے مثال سطح کو برداشت کر سکے۔ یہ کہا جا سکتا ہے کہ اگر تھرمل پروٹیکشن سسٹم (ٹی پی ایس) نہیں ہے تو پارکر نہیں ہے۔ منصوبے کے مطابق، پارکر سورج کی سطح سے 4 ملین میل (6.11 ملین کلومیٹر) میں داخل ہوگا۔ اس انتہائی گرم ماحول سے ہم آہنگ ہونے کے لیے، ڈیٹیکٹر ایک جامع ہیٹ شیلڈ لے کر جائے گا، گنبد سورج کی چمک کو برداشت کرے گا۔ ہیٹ شیلڈ 10 سال پہلے نہیں بن سکتی تھی۔

اگر آپ زمین کے مدار میں 1 مربع میٹر کا سیٹلائٹ ہیں، اور آپ تک پہنچنے کے لیے سورج کی توانائی تقریباً 1350 واٹ ہے، لیکن پارکر اس پوزیشن سے تقریباً 25 گنا زیادہ قریب ہے، جو فی مربع میٹر تقریباً 850,000 واٹ حرارت ہے۔ اگر علاقے کو شمار کیا جائے تو پارکر کی سولر پروب کو تقریباً 3 ملین واٹ توانائی کا سامنا کرنا ہوگا۔ ڈیٹیکٹر کی ہیٹ شیلڈ کو تھرمل پروٹیکشن سسٹم (ٹی پی ایس) کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، جس میں کاربن سے بڑھی ہوئی دو جامع تہوں اور تقریباً 4.5 انچ (11.43 سینٹی میٹر) کے درمیانی کلیمپ کے ساتھ ایک کاربن فوم ہوتا ہے۔ سورج کا سامنا گرمی کی ڈھال میں بھی ایک خاص سفید کوٹنگ ہوتی ہے جو سورج سے توانائی کو زیادہ سے زیادہ منعکس کرتی ہے۔ یہ مواد 2,500 ڈگری فارن ہائیٹ (تقریباً 1371 ℃) کے خلاف مزاحم ہے اور یہ یقینی بناتا ہے کہ آلہ تقریباً 85 ڈگری فارن ہائیٹ (تقریباً 30 ℃) پر چلتا ہے۔

ڈریسمین نے کہا، "اگر یہ کام 60 سے 70 کی دہائی میں تھا، یہاں تک کہ جب 80 کی دہائی میں تعینات کیا گیا ہو، تو یہ ممکن ہے کہ زیادہ گرمی سے بچنے والی دھاتوں کو اڑایا جا سکے۔" "سائنس دان ایک دھاتی Jerdon کو بہت زیادہ پگھلنے والے مقام کے ساتھ بنائیں گے، لیکن اسے کبھی بھی آسمان پر نہیں بھیجیں گے، کیونکہ دھات بہت بھاری ہے۔" زیادہ تر تجارتی کاربن ریشوں کے برعکس، ان کی کاربن کاربن کی ساخت سخت رالوں کے ذریعے پولیمرائز نہیں ہوتی ہے کیونکہ سخت رال سورج کے قریب بخارات بن جاتی ہے جیسے سڑک کی گرم سطحوں پر تیل کی طرح، انہوں نے کہا۔ فائبر"، پھر رال کو سخت کرتا ہے، اسے 3,000 ڈگری کے تندور میں پکاتا ہے، اور اس عمل کو 4 سے 5 بار دہراتا ہے۔ "آخر کار آپ کو کاربن فائبر مل جائے گا جو آپ کے گرد لپٹا ہوا ہے۔ ہم جس کاربن کاربن کی ساخت کے بارے میں بات کر رہے ہیں وہ خالص کاربن ہے، جو رال اور دیگر مادوں سے پاک ہے۔ "تھرمل شیلڈ کے اگلے اور پچھلے حصے اس کاربن کاربن پلیٹ سے بنے ہیں، جو موصل ہونے کے علاوہ، بہت مضبوط میکانکی طاقت بھی رکھتی ہے۔" کاربن کاربن شیٹس کی 2 پرتیں اتنی پتلی ہیں کہ موڑ سکتے ہیں اور یہاں تک کہ اوورلیپ بھی ہو سکتے ہیں۔ دو پرتوں والے کاربن کاربن مواد کے بیچ میں تقریباً 4.5 انچ کاربن فوم کی ایک تہہ، جو اب عام طور پر طبی صنعت میں متبادل ہڈیاں بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ سینڈوچ ڈیزائن پورے ڈھانچے کو تیار کرتا ہے جیسے نالے ہوئے گتے کی طرح - جس کا وزن صرف 160 پاؤنڈ (تقریباً 73 کلوگرام) پوری 8 فٹ موٹی ہیٹ شیلڈ کے لیے ہے۔

فوم تھرمل شیلڈ موصلیت کا سب سے اہم ڈھانچہ بھی ہے۔ لیکن خلائی تحقیقات کے وزن کو مزید کم کرنے کے لیے کاربن کا 97 فیصد بلبلہ ہوا پر مشتمل ہے۔ کاربن خود حرارتی طور پر کنڈکٹیو ہے، اور جھاگ کی ساخت کا مطلب یہ بھی ہے کہ اتنی گرمی نہیں ہے کہ منتقل کی جائے۔ بلبلوں کو جانچنا آسان نہیں ہے، وہ انتہائی ٹوٹنے والے ہوتے ہیں۔ لیکن ایک اور مسئلہ ہے۔ "جب وہ گرم ہوتے ہیں تو جل جاتے ہیں۔" "ابیل نے کہا۔ خلا میں جلنا کوئی بڑا مسئلہ نہیں ہے، لیکن ٹیسٹ میں باقی ہوا بلبلوں کو جل کر چارکول میں تبدیل کر دے گی۔ اس لیے، نیشنل اوک رج لیبارٹری کے انجینئرز اعلی درجہ حرارت والے پلازما آرک لیمپ کے ساتھ ان کاربن فوم کی ہائی ٹمپریچر ریزسٹنس کی ہیٹ شیلڈ کو جانچنے کے لیے۔ مطلوبہ درجہ حرارت پر کام کریں کیونکہ خلا میں ہوا کی کھپت نہیں ہوتی ہے، اس لیے روشنی کو بکھیرنا اور فوٹان کی شکل میں گرمی کا اخراج کرنا ہے، اس لیے ایک اور حفاظتی تہہ کی ضرورت ہے: حرارت اور روشنی کو منعکس کرنے کے لیے ایک سفید حفاظتی تہہ استعمال کی جاتی ہے۔

پارکر سولر ڈیٹیکٹر تھرمل شیلڈ کا ڈھانچہ اسکیمیٹک ڈایاگرام

اس مقصد کے لیے، جانز ہاپکنز یونیورسٹی میں اپلائیڈ فزکس لیبارٹری اور وائٹنگ سکول آف انجینئرنگ کی ایڈوانسڈ ٹیکنالوجی لیبارٹری (جانز ہاپکنز یونیورسٹی کے وائٹنگ سکول انجینئرنگ میں ایڈوانسڈ ٹیکنالوجی لیبارٹری) نے تھرمل انسولیٹنگ کوٹنگ سپر لگژری کیمیکل ریسرچ ٹیموں کی ایک ٹیم تشکیل دی ہے، جس میں اعلیٰ درجہ حرارت کی تحقیقی ٹیمیں شامل ہیں۔ کوٹنگز چھڑکنا. مزید جانچ کے ذریعے، ٹیم نے بالآخر ایلومینا پر مبنی تحفظ کی سفید پرت کا انتخاب کیا۔ لیکن حفاظتی تہہ کاربن کے رد عمل کے ساتھ اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں خاکستر ہو جائے گی، اس لیے انجینئرز نے درمیان میں ٹنگسٹن کی ایک تہہ جوڑی، جو بالوں سے زیادہ پتلی تھی، اور دو تہوں کے درمیان تعامل کو روکنے کے لیے ہیٹ شیلڈ اور سفید شیلڈ کے درمیان لیپت کر دی گئی۔ وہ شیلڈز کو سفید بنانے اور ایلومینا کے ذرات کے تھرمل پھیلاؤ کو روکنے کے لیے ایک نینو ڈوپنگ ایجنٹ بھی شامل کرتے ہیں۔ سینٹر فار سسٹمز سائنس اینڈ انجینئرنگ کے چیف ریسرچ انجینئر ڈینس ناگل نے کہا کہ عام طور پر سیرامکس استعمال کرتے وقت، ایک سخت، غیر محفوظ کوٹنگ کو ترجیح دی جاتی ہے، لیکن ہتھوڑے سے ٹکرانے سے مواد ٹوٹ جاتا ہے۔ پارکر کو جس درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑتا ہے، ہموار کوٹنگ پتھر سے ٹکرانے والی کھڑکی کی طرح ٹوٹ جاتی ہے۔ لہذا، یہاں تک کہ غیر محفوظ ملعمع کاری اس انتہائی ماحول کو برداشت کر سکتی ہے۔ جب غیر محفوظ کوٹنگز میں دراڑیں پڑتی ہیں تو سوراخوں تک پہنچنے پر دراڑیں رک جاتی ہیں۔ کوٹنگ کئی موٹے دانے دار تہوں پر مشتمل ہوتی ہے- سیرامک ​​ذرات کے ایک گروپ کو کسی دوسری تہہ سے غائب روشنی کی عکاسی کرنے کے لیے کافی ہے۔