پیشرفت کلیدی به سوی میکرو فضاپیماها

پراسانا چاندراسخار، گفت : " ما فرایندهایی در فضا که شدت گرما را از بین ببرند یا فضاپیما را در شدت سرما ، گرم نگهدارد ، نداریم . ممکن است این خیلی ناچیز به نظر برسد اما ، کنترل دمایی فضاپیما به طور قطع بسیار سخت است . فعلا ، هیچ راهی برای انجام آن برای فضاپیماهای خیلی کوچک وجود ندارد ."



با وجود بها 5 هزار دلارگردش یک پوند از محموله بار معلق پیرامون ، انتظار می رود میکروفضاپیما نیروی محرکه آینده توسعه ی هوافضایی باشد . با این صنایع مینیاتوری ، ناسا ، ارتش و شرکت های خصوصی قادر خواهند بود که کاوشگرها و ماهواره های بیشتر، باز کننده درها به سوی ژرفای کاربردهای جدید برای ارتباطات و دفاع ، با هزینه ی کمتر پرتاب کنند . اما قبل ازاینکه اولین میکرو فضاپیما بتواند پرتاب شود ، دانشمندان نیاز دارند سیستمهای تنظیم دمایی بزرگ به کار رفته را برای کمک به جلوگیری از سوختن سفینه های امروزی درنور خورشید فضا یا انجماد سفینه در درجه تاریکی فقدان خورشید ، کوچک کنند .



فضا یک محیط بی رحم است . خارج از محدوده ی گرم و راحت اتمسفر زمین ، هر شاتل و ماهواره ای به ستیزه با ، گرما و سرمای خیلی زیاد ، وزش نشات گرفته از ذرات بادهای خورشیدی و زبانه های متناوب خورشیدی ، قابلیت ایجاد خوردگی توسط اتم اکسیژن و دسته ی امواج فرابنفش نیاز دارد .


بالاخره ، اینجا سنگهای آسمانی بسیار ریز ؛ خرده های باقی مانده سرگردان فضایی در سرعت بالای 20 هزار مایل بر ساعت –تقریبا دهها ساعت سریعتر از هر گلوله ای در روی زمین - وجود دارند .


چاندراسخار و تیم اش باید تکنولوژی تنظیم دمایی ای بسازند که بتواند با تمام این خطرات ستیز کند و هنوز به اندازه کافی برای استفاده در میکرو فضاپیماها روشن باشد .



در فضاپیماهای بزرگتر " حائلها "ی مکانیکی - که چاندراسخار آنها را " درپوشهای عظیم پنجره "

می نامد - و حلقه های لوله های خنک سازی ، کنترل دمایی را انجام می دهند . جز معایب سنگینی و قیمت ، این تکنولوژیها برای ترکیب با میکرو یا نانو فضاپیما دشوار یا غیر ممکن هستند .



چاندراسخار به عهده گرفتن موضوع را از سال 2003 به عنوان یک شاخه از یک تکنولوژی نظامی آغاز کرده است . راه حل او طراحی شناخته شده به عنوان " سیستم الکتروکرومیک پوسته نازک نشر متغیر " ، یک " ساندویچ " باریک ، قابل انعطاف که شبیه پلاستیک به نظر می رسد و زمانی که یک بار الکتریکی به آن داده می شود می تواند تغییر رنگ دهد .


غشای نازک می تواند در میکرو فضاپیما مانند یک پوست ، مبدل رنگ از روشن به تیره مبنی بر در معرض بودن خودش در برابر نورشدید خورشید یا تاریکی خیلی زیاد به کار رود.چاندراسخار افزود که "تغییر رنگ" در فروسرخ همانندطیف نور مرئی است

فیلم تغییر مکان می دهد از یک وضعیت "نشر" بالا -یا نشر مقدار زیادی گرما – در دماهای گرم و یک نشر کم یا عایق گذاری ، وضعیت در دماهای انجماد . فیلم گرمایی همچنین یک لایه ی حفاظت کننده شامل اکسیدهای ژرمانیوم و سیلیسیوم دارد که آن را در مقابل اتم اکسیژن حفظ می کند ، که می تواند سفینه ها را پوسیده کند– یک مشکل جدی برای ایستگاههای فضایی و ماهواره های اساسی ارتباطاتی- و مدت عمرشان را کوتاه کند .



روکش اکسید سیلیسیوم همچنین یک کاهنده ی "جذب خورشیدی" به سوی پوست را ارائه می دهد . حتی در وضعیت رنگ روشن خودش ، پوست هنوز جاذب بالای تابش خورشیدی است و بعنوان نتیجه می تواند گرمای زیادی بدست آورد. روکش تضمین می کند که جذب خورشیدی زیر یک مقدار که مانع گرم شدن پوست تحت تابش مستقیم خورشیدی می شود ، می ماند .







با اینکه پوسته کمتر از یک صدم اینچ ضخامت دارد ، به اندازه کافی برای مقاومت کردن در برابر سنگهای ریز آسمانی درحال پرواز در میان فضا محکم است .



چاندراسخار ،محقق شرکت اشوین – اشس (Ashwin-Ushas) که پژوهش را به همراه ناسا انجام می دهد ، گفت :" آزمایش برای سنگهای ریز آسمانی خیلی ساده بود ما فقط یک توپ پر از ذرات کوچک و سوزنهای باریک نیزه مانند بر روی آن را شلیک کردیم " .



دیگر آزمایشات با بیشترین درجه حالت ارتجاعی پوسته را تایید می کنند . برای شبیه سازی جانشینی گرما وسرمای شدید فضا ، ابزار در خلا و در معرض دماهایی که به طور مداوم بین -58 و 212 درجه ی فارنهایت متناوب است بیش از چندین ماه قرار گرفته است. پوسته به طور موفقیت آمیزی این و سایر آزمایشهای ماندگاری را تحمل کرد . چاندراسخار گفت ابزار نتایج خیلی خوبی را در کل حاصل داده است .



چاندراسخار گفت :"این کار یک بهبود بنیادی را روی کارهای قبلی معرفی شده بوسیله ی این شرکت در الحاق یک لایه ی محافظت کننده نشان می دهدکه به طور موثر جذب خورشیدی را تا یک مقدارقابل پذیرش کاهش می دهد . تکنولوژی الکتروکرومیک نشرمتغیر یک تکنولوژی کاملاجدیدپیشگام توسط این شرکت است .بنابربهترین اطلاعات ما ، هیچ گروه دیگری هیچ کاری را در این حیطه انجام نداده است."



ناسا قصد دارد تا اولین نمونه های اولیه میکرو فضاپیما درحال کاررا درسال 2013 تهیه کند ، همچنین چاندراسخار گفت که تیم اش درحال کار کردن برای تهیه فیلم گرمایی آزمایش شده در فضا در نزدیکترین زمانی ممکن هستند .



گسترش دیگر ، میکروفضاپیما در صور فلکی پرواز خواهد کرد ، آنها را تقریبا برای آشکارسازی یا سوزاندن در بیرون آسمان غیر ممکن می کند . با پرتابهای ارزان قیمت تر و یک تعداد زیادتر از ماهواره های کوچک در مدار ، میکروفضاپیما می تواند قلمرو ماهواره های ارتباطی را با ، بسط دادن پیشرفت برای صنایعی که اکنون برای تهیه آن ها قادر نیستند ، وسیع کند . کشف اجتماع بهبودیافته همان اندازه که سریعتر و معتبرتر می شود و ارتباط از دور در دسترس جهانی فقط یک شروع خواهد بود .


همچنین برای پوسته گرمایی به کار بردن درزمین امکان دارد .چاندراسخار گفت که کشورهای با آب و هوای گرم یا سرد می توانند خانه ها را با این پوسته تغییررنگ و نشر را به ارزانی برای تنظیم بهتر دما بسازند . او قبلا به پرسشهایی از آنطرف دریاها برای ایجاد پوسته ی بلوک های سیمانی با پوسته ی تنظیم کننده دما رسیده بود .چاندراسخار گفت که به ساختن پوسته گرمایی علاقه دارد " تعداد زیادی از مهندسان فضاپیما به ما گفتند که اگر ما این تکنولوژی را داشتیم به ما آزادی طراحی خیلی بزرگتر برای میکروفضاپیمای آینده را می داد. "
منبع:http://www.sciencedaily.com/releases/2008/08/080819160053.htm