Prima pagină Stiinta

Motivele pentru care sonda solară Parker nu se va topi în apropierea Soarelui: puţină termodinamică şi inginerie de vârf

Alexandru Voiculescu 07.28.2018 | ● Vizualizări: 2054
Foto: arhiva     + zoom
Galerie foto (1)

În această vară, NASA va trimite o sondă în apropierea Soarelui (chiar în atmosfera externă a acestuia), având cea mai mică distanţă de steaua noastră a oricărui obiect trimis de om până acum în spaţiul cosmic. Succesul misiunii, extrem de importante pentru aflarea şi înţelegerea fenomenelor solare, presupune inginerie de vârf pentru a crea materiale termorezistente, dar şi cunoaşterea unor principii de bază ale fizicii termodinamice.

În coroana solară este extrem de cald, iar vehiculul se va deplasa prin material cu temperaturi de peste 500.000 de grade Celsius, fiind bombardată de lumina intensă a stelei, scrie Science Daily.

Aşadar, de ce nu se va topi?

Sonda solară Parker a fost proiectată pentru a rezista la condiţii extreme şi la fluctuaţii mari de temperatură. Are un scut proiectat special şi un sistem autonom care va ajuta la protejarea emisiei intense de lumină, dar care va permite materialului coroanei să „atingă” nava.



Un alt element cheie este înţelegerea conceptului de căldură versus temperatură. Temperaturile înalte nu înseamnă neapărat încălzirea altui obiect.

În spaţiu, temperatura poate fi de mii de grade fără să dea căldură altui obiect sau să se simtă cald, pentru că temperatura măsoară viteza de mişcare a particulelor, iar căldura măsoară cantitatea totală de energie pe care o transferă. Particulele se pot mişca repede (temperatură înaltă), dar dacă sunt puţine, nu vor transfera multă energie (căldură mică). Întrucât spaţiul cosmic este aproape un vid, sunt puţine particule care pot transfera energie la navă.

Spre exemplu, corona prin care va trece nava Parker are temperatură înaltă dar densitate mică. E ca şi cum o persoană şi-ar pune mâna într-un cuptor încins, comparativ cu o oală cu apă clocotită. Deşi în cuptor temperatura poate fi şi de câteva ori mai ridicată, persoana va rezista mai mult la acest mediu, pentru că mâna sa interacţionează cu mult mai puţine particule decât s-ar întâmpla în apa clocotită.

Astfel, savanţii estimează că deşi sonda va trece prin temperaturi extrem de ridicate, specifice coroanei solare, suprafaţa se va încălzi doar până la temperatura de 1.400 de grade Celsius.

Inovaţiile tehnologice vor ţine sonda rece

Desigur, 1.400 de grade este o temperatură extrem de mare pentru un material, mai ridicată chiar şi decât cele mai fierbinţi lave (1.200 de grade Celsius). De aceea, sonda va avea un scut numit TPS, sau Thermal Protection System, care are un diametru de 2,4 metri şi o grosime de 115 mm. Aceşti centimetri vor menţine temperatura în interior la o confortabilă valoare de 30 de grade Celsius.

Acesta este un compozit de carbon construit de compania Carbon-Carbon Advanced Technologies. Acesta implică o spumă din carbon prinsă între două plăci tot din carbon. Izolarea termică este finisată cu o vopsea ceramică pe placa ce va fi spre Soare, pentru a reflecta cât mai multă căldură.

Totuşi, cupa Faraday, un instrument care va măsura fluxurile de ioni şi electroni, nu va fi protejată de stratul protector, dar acesta este realizat din straturi de titan-zircon-molibden, un aliaj care are punctul de topire la 2.349 de grade Celsius.

Inginerii au schimbat şi cablurile electrice tradiţionale cu tuburi din cristale de safir, iar în interior va fi niobiu, un metal de tranziţie maleabil.

De asemenea, panourile solare vor avea un sistem de protecţie, în cazul acesta fiind vorba de un sistem de răcire rudiemntar comparativ cu restul vehiculului. Sistemul va folosi apă deionizată.

Întrucât comunicaţiile vor fi cu întârziere, sonda va trebui „să se descurce singură”, de aceea are un sistem care îi va permite autonomie care o vor ţine protejată de radiaţiile solare. În centrul acestei inovaţii se află un program care va realiza corecţii în timpul zborului.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

NASA va lansa în 2018 o misiune istorică care ''va atinge Soarele''. Sonda va avea o viteză de aproape 700.000 de kilometri pe oră

NASA va lansa prima sondă ce ''va atinge Soarele''

Un grup de astrofizicieni a realizat cele mai detaliate imagini ale atmosferei solare şi a scos la iveală aspecte surprinzătoare ale stelei noastre

NASA a început să testeze sonda ce va ''atinge Soarele''