Jüpiter’in buzlu aylarında yaşam belirtilerini araştırma görevi

Araştırma görevlisi Dr. Babak Bakhit, bugüne kadarki en zorlu projelerinden biriyle karşılaştı – Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Jüpiter Icy Moons Gezgini (Juice) Misyonuna katkıda bulundu.

Uzay aracı şu anda Jüpiter’in yörüngesine gidiyor ve gezegenin üç okyanus taşıyan buzlu ayını (Ganymede, Callisto ve Europa) bir dizi uzaktan algılama, jeofizik ve yerinde enstrümanlar ile araştırıyor. Temmuz 2031’de Jüpiter’e ulaşması, Flybys’in Venüs’e (Ağustos 2025), Dünya’ya (Eylül 2026) ve Dünya’ya (Ocak 2029) giderken.

Bu ayların, dünya dışı yaşam için önemli bir ön koşul olarak önemli bir ilgi konusu olan dondurulmuş yüzeylerinin altında dünya dışı sıvı suya sahip olması beklenmektedir. Uzay aracı ayrıca Jüpiter’in karmaşık ortamını ve sistemini (atmosfer, halka sistemi ve manyetik ortam) güneş sistemimizdeki diğer gaz devleri için bir model olarak keşfedecek – bunlar Satürn, Uranüs ve Neptün.

Mühendislik Bölümü Elektronik Cihazlar ve Malzeme Grubu’ndan olan Dr. Bakhit, radyo ve plazma dalga enstrümanını (RPWI) oluşturan son teknoloji sensörlere koruyucu bir kaplama uygulamaktan sorumluydu. RPWI, Jüpiter’in buzlu aylarındaki atmosferi keşfetmek için dört 10 cm çapında Langmuir probundan oluşur.

Her prob, üç metre uzunluğundaki dağıtılabilir bomların sonuna monte edilir ve uzay aracı gövdesinden uzanmasını sağlar.

Plazmayı karakterize edecek ve radyo emisyonlarını ölçecek bu problar, Titanyum derece 5 alaşımından yapılmıştır ve 400 mikro metre kalınlığında yumurta kabukları gibi tasarlanmış küresel şekillere sahiptir. Kürelerin içinde direnç kapasitör devre elemanları vardır.

Bakhit, “Langmuir problarını çok çeşitli frekansları ve elektrik yüklerini (hem elektronlar hem de iyonlar) tespit edecek kadar hassas hale getirmek için, bunları özel katmanlarla kaplamak gerekliydi.” Dedi. “Aslında, kaplamaların elektrik yüklerine son derece duyarlı olması ve bu görev sırasında aşırı hava, sıcaklık ve radyasyon gibi sert ortamlarda hayatta kalabilmesi gerekiyordu.”

“Kaplamalar, plazma yoğunluğu varyasyonlarına karşı yüksek hassasiyet ve ultra düşük yüzey pürüzlülüğü ve kontaminasyonlara karşı hassasiyetle birlikte mükemmel elektrik performansı, yüksek sıcaklık dayanıklılığı, kimyasal inertlik, optik özellikler ve yapışma olmalıdır. Kaplamaların hassas bileşim ve nanoyapı olan belirli bir malzemeden yapılmasını gerektirdi. “

Titanyum alüminyum nitrür alaşımları (Tialn), yüksek oranda kontrollü ve tekrarlanabilir bir fiziksel buhar biriktirme işlemi olan manyetron püskürtme ile büyütüldü. Bununla birlikte, bu kaplamaları bu kadar büyük kürelerde salgılamak kolay bir iş olmadığı kanıtlanmıştır.

“Bu projede bir dizi zorlukla uğraştık,” dedi Dr. Bakhit. “Her şeyden önce, probların şekli ve boyutu yaygın püskürtme sistemleri için uygun değildi. Endüstriyel ölçekli bir püskürtme sistemi kullandık ve büyüme odasının iç kısmını yeniden tasarladık. Kürelerin biriktirme işlemi sırasında serbestçe yuvarlanmasına izin vererek düzgün kaplamalara yol açtı. “

“Diğer beklenmedik mesele, büyüme sırasında meydana gelen şiddetli bir arktı. Kürelerin yüzeyinde meydana gelen istenmeyen deşarj zorluğunun üstesinden gelmek için optimize edilmiş elektrik yük yoğunluğu ile özel bir yaklaşım kullanıldı.”

Uzay aracındaki RPWI, bir makalenin bir parçası olarak ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. yayınlanmış dergide Uzay Bilimi İncelemeleri. ESA’larda daha fazla ayrıntı da bulunabilir web sitesi meyve suyu bilim topluluğu için.

Misyonu yansıtan Dr. Bakhit, “Hem akademi hem de endüstriden ortaklarla işbirliği içinde çeşitli projelere katıldım. Kuşkusuz, Meyve Misyonu en zorluydu, ancak aynı zamanda en önemli ve heyecan verici olanı Bu kadar uzay ile ilgili bir projeye katkıda bulunmak için harika bir fırsattı ve katkımın da prestijli bir sertifikada kabul edildiğinden memnunum. ESA. “