Le atmosfere più dense di Venere, Giove e altri pianeti del sistema solare richiederanno nuovi scudi termici per proteggere le sonde e le apparecchiature scientifiche a bordo del lander. Gli strumenti tradizionali di esplorazione dei materiali sono poco utili nella simulazione delle condizioni di ingresso nelle atmosfere planetarie. Ma gli scienziati hanno trovato uno strumento nuovo e insolito nella forma del tokamak DIII-D. Il plasma generato nell'impianto simula idealmente le condizioni di ingresso in atmosfera.
Il tokamak DIII-D della General Atomics è stato lanciato alla fine degli anni '80. Uno degli scopi della struttura è testare materiali promettenti per i reattori termonucleari. L'unità è dotata di una piattaforma DiMES con un set di strumenti di misura. Sulla base di questa piattaforma, gli scienziati possono esporre i campioni di prova a varie condizioni del plasma, nonché lanciare granuli del materiale di prova attraverso il plasma. È questa piattaforma che gli scienziati dell'Università della California a San Diego e di altre istituzioni scientifiche negli Stati Uniti si sono adattati per studiare i materiali per gli scudi termici dei veicoli spaziali di rientro.
"Alcune regioni del plasma di fusione DIII-D sono molto vicine alle condizioni ottenute quando gli scudi termici si scontrano con l'atmosfera del pianeta a velocità estreme", ha affermato il dott. Dmitry Orlov dell'Università della California, San Diego, che ha guidato il team di ricerca. "I nostri obiettivi in questi esperimenti sono utilizzare sia queste condizioni che il ricco set di strumenti diagnostici DIII-D per sviluppare un modello accurato del comportamento dello scudo termico".
Il gruppo di Orlov ha condotto una serie di esperimenti per misurare la velocità di ablazione (rimozione di particelle solide dalla superficie del materiale) di campioni di carbonio e per perfezionare i modelli di comportamento dello scudo termico a base di carbonio. Gli esperimenti hanno dimostrato che il test del plasma in un tokamak è più accurato del test con un laser, proiettili ipersonici e getti di plasma. Ulteriori esperimenti aiuteranno a selezionare i materiali ottimali per gli scudi termici dei veicoli spaziali per le future missioni su Venere, Giove e altri pianeti del nostro sistema con un'atmosfera più densa e aggressiva.
2021-08-21 09:47:30
Autore: Vitalii Babkin