Les atmosphères plus denses de Vénus, Jupiter et d'autres planètes du système solaire nécessiteront de nouveaux boucliers thermiques pour protéger les sondes et l'équipement scientifique à bord de l'atterrisseur. Les outils traditionnels d'exploration des matériaux sont peu utiles pour simuler les conditions d'entrée dans les atmosphères planétaires. Mais les scientifiques ont trouvé un instrument nouveau et inhabituel sous la forme du tokamak DIII-D. Le plasma généré dans l'installation simule idéalement les conditions d'entrée dans l'atmosphère.
Le tokamak DIII-D de General Atomics a été lancé à la fin des années 1980. L'un des objectifs de l'installation est de tester des matériaux prometteurs pour les réacteurs thermonucléaires. L'unité est équipée d'une plate-forme DiMES avec un ensemble d'instruments de mesure. Sur la base de cette plate-forme, les scientifiques peuvent exposer des échantillons de test à diverses conditions de plasma, ainsi que lancer des granules du matériau de test à travers le plasma. C'est cette plate-forme que des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego et d'autres institutions scientifiques des États-Unis ont adaptée pour étudier les matériaux des boucliers thermiques des engins spatiaux de rentrée.
"Certaines régions du plasma de fusion DIII-D sont très proches des conditions obtenues lorsque des boucliers thermiques entrent en collision avec l'atmosphère de la planète à des vitesses extrêmes", a déclaré le Dr Dmitry Orlov de l'Université de Californie à San Diego, qui a dirigé l'équipe de recherche. "Nos objectifs dans ces expériences sont d'utiliser à la fois ces conditions et le riche ensemble d'outils de diagnostic DIII-D pour développer un modèle précis du comportement du bouclier thermique."
Le groupe d'Orlov a mené une série d'expériences pour mesurer le taux d'ablation (élimination des particules solides de la surface du matériau) d'échantillons de carbone et pour affiner les modèles de comportement du bouclier thermique à base de carbone. Des expériences ont montré que les tests plasma dans un tokamak sont plus précis que les tests avec un laser, des projectiles hypersoniques et des jets de plasma. D'autres expériences aideront à sélectionner les matériaux optimaux pour les boucliers thermiques des engins spatiaux pour les futures missions vers Vénus, Jupiter et d'autres planètes de notre système avec une atmosphère plus dense et plus agressive.
2021-08-21 09:47:30
Auteur: Vitalii Babkin