太陽系の金星、木星、その他の惑星のより密度の高い大気には、着陸船に搭載されたプローブや科学機器を保護するための新しい熱シールドが必要になります。従来の物質探査ツールは、惑星大気への侵入条件をシミュレートするのにあまり役立ちません。しかし、科学者たちは、DIII-Dトカマクの形で新しく珍しい楽器を発見しました。設備で生成されたプラズマは、理想的には大気への侵入条件をシミュレートします。
ゼネラルアトミックのDIII-Dトカマクは1980年代後半に発売されました。この施設の目的の1つは、熱核原子炉用の有望な材料をテストすることです。ユニットには、一連の測定器を備えたDiMESプラットフォームが装備されています。このプラットフォームに基づいて、科学者はテストサンプルをさまざまなプラズマ条件にさらすだけでなく、プラズマを通してテスト材料の顆粒を発射することができます。カリフォルニア大学サンディエゴ校やその他の米国の科学機関の科学者が、再突入宇宙船の熱シールドの材料を研究するために採用したのは、このプラットフォームです。
「DIII-D核融合プラズマの特定の領域は、熱シールドが惑星の大気と極端な速度で衝突したときに得られる条件に非常に近い」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校のドミトリー・オルロフ博士は述べた。 「これらの実験における私たちの目標は、これらの条件と豊富なDIII-D診断ツールの両方を使用して、熱シールドの動作の正確なモデルを開発することです。」
Orlovのグループは、炭素サンプルのアブレーション率（材料表面からの固体粒子の除去）を測定し、炭素ベースの熱シールドの動作モデルを改良するために一連の実験を実施しました。実験によると、トカマクでのプラズマテストは、レーザー、極超音速発射体、プラズマジェットでのテストよりも正確です。さらなる実験は、金星、木星、およびより高密度でより攻撃的な大気を備えたシステムの他の惑星への将来のミッションのために、宇宙船の熱シールドに最適な材料を選択するのに役立ちます。
2021-08-21 09:47:30
著者: Vitalii Babkin