Bu karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) dahil olmak üzere uzaya maruz kalmanın etkilerini değerlendirmek için bir düzineden fazla farklı malzeme örneği üzerinde çalışılacaktır. Kredi bilgileri: Sean McNeil, GTRI

Önümüzdeki altı ay boyunca, Uluslararası Uzay İstasyonu’nun (ISS) dışındaki bir kamera sistemi, bir düzineden fazla farklı malzeme örneğinin fotoğraflarını çekecek ve araştırmacıların zorlu koşulların nasıl ve neden olduğunu belirlemelerine yardımcı olacak ayrıntılı bilgiler toplayacak. uzay bu malzemeleri etkiler. Araştırılacak konular arasında, uzayda çevreye maruz kalmanın neden olduğu bozulmayı gösterebilecek renk değişiklikleri bulunmaktadır.

Araştırmanın temel amacı, bu spektral değişikliklerin nasıl olduğunu belirlemek için düşük Dünya yörüngesine (LEO) maruz kalma altında meydana gelen renk değişikliklerini, malzemelerin özelliklerindeki (yapısal dayanıklılık, kimyasal bileşim ve elektriksel iletkenlik gibi) varyasyonlarla ilişkilendirmek olacaktır. bilim adamlarının ve mühendislerin bozulmayı görsel olarak değerlendirmesine izin verebilir. LEO uzay ortamı, malzemeleri atomik oksijenin, ultraviyole radyasyonun ve yüksek enerjili elektronların zararlı etkilerine maruz bırakır.

Çok organizasyonlu araştırma ekibine liderlik eden Georgia Tech Araştırma Enstitüsü’nde (GTRI) kıdemli araştırma mühendisi Elena Plis, “Yalnızca uzayın malzemeleri nasıl etkilediğini değil, bunun neden olduğunu da bilmek istiyoruz” dedi. “Örneğin, DuPont’tan yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan Kapton poliimid filminin uzayda iletkenliğinde değişikliklere tabi olduğunu biliyoruz, ancak bunu neden, nasıl önleyebileceğimizi veya bunu kendi yararımıza nasıl kullanabileceğimizi bilmek istiyoruz. “

Malzemelerin hem görünür hem de kızılötesi spektral aralıklarda düzenli olarak fotoğraflanması, uzayda optik özelliklerde neler olduğuna dair dinamik bir kayıt sağlayacak ve genellikle uzaya maruz kalmadan önce ve sonra ölçümlerle sınırlı olan bilgileri geliştirecektir. Araştırma ekibi, uzay bozulmasının diğer malzeme özelliklerini nasıl etkileyebileceğini daha iyi anlamak için Dünya’ya iade edilen malzemeleri kapsamlı bir şekilde analiz edecek ve bu bilgileri uzun vadeli uzay görevi planlaması için kullanacak.

Plis, “Uzaydaki malzemelere verilen hasarın dinamikleriyle ilgileniyorum” dedi. “Şimdiye kadar, uzayın etkilerini değerlendirmek için genellikle yalnızca iki veri noktamız vardı: fırlattığımız bozulmamış malzemeler ve malzemeler iade edildiğinde görebildiğimiz kümülatif etkiler. Bu deneyin benzersizliği, uzayın etkilerini izlememize izin vermesidir. zamanla hasar oluşur.”

Araştırma ekibi, GTRI’nin ötesinde, Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı (AFRL), NASA, El Paso’daki Texas Üniversitesi ve merkezi Wilmington, Del’de bulunan çok endüstriyel bir şirket olan DuPont’tan araştırmacıları içeriyor. Malzemeler Uluslararası Uzay İstasyonu Deneyini Kullanıyor ( MISSE) Flight Facility, araştırma, ISS’de kurulu MISSE platformunun sahibi ve işletmecisi olan Aegis Aerospace Inc. tarafından da destekleniyor.

Deney tarafından elde edilen spektral verilerin analiz edilmesi, gözlemcilerin bir parça uzay çöpünün hafif bir yalıtkan battaniyeden mi yoksa yörüngedeki uzay aracına zarar verebilecek daha ağır bir devre kartından mı olduğunu belirlemesine izin verebilir. Deney, malzemelerin yapısal sağlığını uzaktan değerlendirmenin ve uzay enkazından kaynaklanan riskleri değerlendirmenin yeni bir yolunu sağlamanın ötesinde, mühendislerin geleceğin uzay aracı tasarımcılarına yeni seçenekler sunabilecek yeni malzemeleri değerlendirmesine de yardımcı olacak.

Plis, “Örneğin, DuPont Kapton HN poliimid film, Apollo görevlerinden bu yana kullanılan ve onu altın standart yapan bir malzemedir” dedi. “Ancak gelişmiş özellikler sunabilecek daha birçok malzeme var, bu yüzden bunlardan bazı örneklerin uzaydan nasıl etkilendiğini göreceğiz.”

İncelenen malzemelerin çoğu, uzay aracı sistemlerini ve mürettebatını yörüngede meydana gelen hızlı termal değişimlerin etkilerinden ve zarar verici elektriksel şarj etkilerinden korumak için kullanılıyor. MISSE-16 malzeme seçimi, farklı poliimid türleri, sıvı kristal polimerler (LCP), polihedral oligomerik silseskioksan (POSS), karbon ve cam elyaf takviyeli polimerler ve polietilen tereftalat (PET) polyester filmleri içerir.

Numuneler, robotik bir kol kullanılarak ISS’nin dışına yerleştirildi ve yaklaşık altı ay içinde aynı şekilde alınacak. Numuneler, atomik oksijene, ultraviyole radyasyona ve yüksek enerjili elektronlara tercihli maruz kalmaları almak için ISS’nin üç farklı yüzüne yerleştirilecektir. Örnekler, 16 Temmuz’da fırlatılan bir SpaceX Dragon kargo uzay aracı tarafından ISS’ye teslim edildi.

Yörüngede uzun vadeli gözlemi kolaylaştırmak için, MISSE test yatağı, bozulmanın belirli yönlerini gözlemlemek için önemli olan kızılötesi dahil olmak üzere daha geniş bir spektral aralığı kapsayacak şekilde bir kamera ve aydınlatma sistemi ile yükseltildi. Yükseltilmiş donanım, GTRI liderliğindeki deney sona erdikten sonra MISSE enstrümantasyonunun bir parçası olarak kalacaktır.

Bir inç kareler olan örneklerin önümüzdeki baharda Dünya’ya iade edilmesi bekleniyor. Uzayda uçan malzemeler, bozulmayı anlamak için ayrıntılı olarak incelenecek ve laboratuvarda simüle edilmiş uzay koşullarına tabi tutulan özdeş numunelerle karşılaştırılacaktır. Toplamda numuneler, atomik kuvvet mikroskobu, yansıma ve soğurmanın optik karakterizasyonu ve elektrik yükü aktarımı ölçümleri dahil olmak üzere 10 farklı karakterizasyon tekniğine tabi tutulacaktır.

Plis, “Optik özellikleri yüzey değişiklikleri ve kimyasal değişikliklerle birleştirmeye çalışacağız” dedi. “Yer deneylerimizle, bu değişiklikleri ve bunların arkasında yatan fiziği anlamayı umuyoruz.”

2015’ten beri uzaya maruz kalmanın malzemeler üzerindeki etkilerini inceleyen Plis için, uzaya fırlatılan araştırmayı görmek, yıllarca süren bir uygulama ve geliştirme sürecinin sonucuydu.

“Benim için malzemeleri başlatmak çok duygusaldı” dedi. “Araştırmamı uzaya göndermek ve uzaydan veri almak bir rüyanın gerçekleşmesi gibi. Bu benim uzaya giden ilk projem ve umarım daha fazlası olur.”


Maruz! Uluslararası Uzay İstasyonu organizmaları, uzaydaki malzemeleri test ediyor


Georgia Teknoloji Enstitüsü tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Uzay malzemelerindeki renk değişimi, bozulmanın uzaktan ölçülmesine yardımcı olabilir (2022, 1 Eylül), 5 Eylül 2022’de https://phys.org/news/2022-09-space-materials-degradation-remotely.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.



uzay-1