V-kosmose.com

Нано-масштабные материалы помогут защитить космические инструменты

Нано-масштабные материалы помогут защитить космические инструменты

Датчики снабдят толстым слоем атомов, которые создадут защитное покрытие. В потенциале, это поможет научному оборудованию выдержать экстремальную температуру Венеры.

Обстановка на Венере может повергнуть в шок любого ученого, которому хотелось бы исследовать поверхность. На планете, с атмосферным давлением в 92 раз больше земного, идут кислотные дожди, а температура достигает 900 градусов по Фаренгейту – это в два раза больше, чем в обычной печи. Конечно, космический корабль в таких условиях будет раздавлен и поджарен в кратчайшие сроки.

Исследователи из Стэндфордского университета обдумывают способы помочь усилить выживаемость электронных приборов в этой суровой окружающей среде, начиная с наномасштаба. Разработки Лаборатории экстремальных условий окружающей среды Стэнфорда (XLab) не только помогут будущим венерианским миссиям, но также могут быть полезны в горячей промышленной или механической среде на Земле.

Полупроводниковые элементы на основе кремния (такие же как в смартфоне и ноутбуке) могут функционировать при температуре до 300°C. Вместо этого ученые предлагают использовать толстый слой атомов в качестве защитного термостойкого покрытия для приборов и датчиков. Причем это убережет их от температур, превышающих поверхностный нагрев Венеры. Лабораторные испытания показывают, что они будут работоспособны при отметке в 600°C.

Новая технология поможет изучить Венеру, ее планетарную эволюцию, что позволит также больше узнать о трансформации земной атмосферы в этом процессе. Есть предположение, что когда-то планета была похожа на Землю, но массивные парниковые газы, производимые активными вулканами, превратили ее в ад. Исследование этой динамики поспособствует созданию ценной климатологической земной карты.

«Изучение этой уникальной среды – важный этап», – сказала Дебби Сениски, Стэндфордский профессор аэронавтики и астронавтики и главный исследователь XLab. – «Если мы осознаем историю Венеры, то это позитивно скажется на понимании эволюции нашей собственной среды обитания».

Россия запустила серию исследований в 1961-1984 годах. 10 аппаратов высадилось на планете для сбора данных. Удалось получить фотографии поверхности, но зонды продержались от 23 минут до двух часов.

Исследователи XLab моделировали венерианскую обстановку, используя несколько объектов. В исследовательском центре НАСА Гленн (Кливленд) расположен симулятор Венеры, воспроизводящий давление, химию и температуру. Космическая радиация воссоздается в Национальной лаборатории Лос-Аламоса или Исследовательском центре НАСА Эймс в Калифорнии.

Первоначальная причина этого исследования заключается в стремлении улучшить контроль над работой двигателей и их оптимизации. Внутри двигателя температура может повышаться до 1000°C, и современные приборы не могут этого выдержать. Устройства расположены далеко от поршней, из-за чего и возникают ошибки.

Нано-устройства, способные выдерживать экстремальные космические условия, также могут быть использованы для высокотемпературных датчиков, способных тестировать, контролировать и собирать данные в газовых турбинах, гиперзвуковых структурах и геотермальных жерлах.