Dr. Le Thi Quynh Trang dan para ilmuwan di Jepang telah menemukan metode untuk membantu mengurangi aliran panas pada material guna membantu melindungi permukaan pesawat ruang angkasa dan satelit.
Karya ini dipublikasikan di Nature oleh Dr. Trang, Institut Penelitian dan Pengembangan Teknologi Lanjutan, Universitas Duy Tan, dan para profesor dari Jepang. Para peneliti tersebut menyimpulkan bahwa mengurangi panas fluks elektronik dan ion merupakan salah satu isu penting yang berkontribusi pada perlindungan permukaan satelit dan pesawat ruang angkasa.
Berbicara kepada VnExpress , Dr. Trang mengatakan bahwa ketika elektron dan ion berada pada suhu tinggi, mereka mudah bergerak dan bertabrakan dengan permukaan logam. Akibatnya, permukaan logam dapat rusak. Tim peneliti menggunakan medan magnet eksternal yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir melalui kawat pemanas. Model aliran plasma, yang melibatkan elektron dan ion dalam area kecil, dibuat menggunakan dua dimensi spasial dan tiga koordinat kecepatan untuk menentukan dampak kawat pemanas terhadap partikel dan fluks panas.
Simulasi plasma yang dibatasi oleh vakum. Foto: Tim peneliti
Dr. Trang mengatakan bahwa ketika mensimulasikan pergerakan partikel plasma di tepi tokamak, tim menemukan bahwa medan magnet dapat mengubah arah dan intensitas aliran panas karena elektron dan ion bergerak di sekitar garis medan magnet. Khususnya, medan magnet terkonsentrasi (medan magnet memiliki magnitudo maksimum di wilayah pusat dan berkurang dengan cepat di wilayah yang jauh dari pusat) memiliki kemampuan untuk membentuk cermin magnetik. Cermin-cermin ini membantu menahan sebagian besar partikel plasma saat bergerak dan hanya memungkinkan partikel dengan kecepatan yang cukup besar untuk melewati cermin untuk bergerak keluar. Oleh karena itu, aliran partikel berenergi tinggi berkurang sebelum mengenai permukaan logam.
Menjelaskan penggunaan kawat pemanas dalam penelitian ini, kelompok tersebut menyatakan bahwa medan magnet yang dihasilkan oleh kawat berbanding terbalik dengan jaraknya. Semakin jauh jarak kawat, semakin kecil medan magnetnya. Dengan kata lain, kawat dapat menciptakan medan magnet terkonsentrasi. Penggunaan sinar listrik dapat mengubah struktur medan magnet sistem perangkat, sehingga memengaruhi arah aliran partikel. Setelah penelitian yang cermat, kelompok tersebut menyimpulkan bahwa fluks panas yang tinggi pada permukaan logam berkurang secara signifikan saat menggunakan sinar listrik.
Wahana antariksa Crew Dragon menggunakan material canggih untuk melindungi permukaannya. Foto: SpaceX.
Dr. Trang yakin bahwa hasil penelitian ini memainkan peran penting dan dapat menjadi kandidat potensial dalam mengurangi aliran partikel berenergi tinggi ke permukaan logam, sehingga berperan dalam melindungi permukaan satelit dan pesawat ruang angkasa dari aliran ion dan elektron berenergi tinggi. Ia optimistis metode penelitian ini akan segera diterapkan dalam praktik. "Kelompok ini akan mempelajari lebih lanjut kelayakan metode yang diusulkan saat menerapkannya," ujar Dr. Trang.
Banyak ilmuwan sedang meneliti material baru dan solusi perlindungan permukaan untuk pesawat ruang angkasa dan satelit. NASA telah menggunakan pelindung panas berlapis serat karbon yang dapat dikupas untuk mencegah pesawat ruang angkasa yang membawa manusia ke Mars terbakar saat kembali ke Bumi.
Pada tahun 2021, peneliti Tiongkok mengembangkan jenis baru film nanokomposit polimida lapis ganda yang dapat digunakan untuk melindungi permukaan luar pesawat ruang angkasa secara lebih efektif.
vnexpress.net
Komentar (0)