Tokyo Üniversitesi uzay araçları için "manyetik kalkan" test etti

Tokyo Üniversitesi araştırmacıları, tekrar kullanılabilir uzay araçlarının atmosfere girişi sırasındaki termal yükü önemli ölçüde azaltmayı amaçlayan yenilikçi bir teknolojiyi test etti. Ixbt.com'a göre bilim insanları, ağır ısı yalıtımından vazgeçerek magnetohidrodinamik frenlemeyi incelemek için özel bir deneysel düzenek oluşturdular. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneyde, güçlü bir elektromanyetik cihaz, modelin etrafındaki ısınmış katman yapısını değiştirmeyi başardı. Bu konuda Ixbt.com haber veriyor.

Bilindiği üzere, bir uzay aracı atmosfere hipersonik hızlarda girdiğinde ön kısmında bir şok dalgası oluşur. Çevredeki gaz birkaç bin dereceye kadar ısınarak kısmen plazmaya dönüşür. Günümüzde bu aşırı yüksek sıcaklıklardan korunmak için özel ısıya dayanıklı plakalar veya ablatif malzemeler kullanılmaktadır. Ancak bu tür koruma araçları, yapının kütlesini önemli ölçüde artırır ve sürekli bakım gerektirir.

Magnetohidrodinamik yaklaşımın avantajları

Önerilen yeni yaklaşım, doğrudan iyonize gaza etki etmeye dayanmaktadır. Güçlü bir manyetik alan, sıcak plazma katmanını genişleterek onu aracın yüzeyinden uzaklaştırmalıdır. Teorik olarak bu, gövdenin ısınmasını azaltmanın yanı sıra aerodinamik direnci artırarak hızın daha çabuk düşürülmesine de yardımcı olur. Daha önce bu tür deneyler, çoğunlukla küçük modellerin içine yerleştirilen sabit mıknatıslar yardımıyla yapılıyordu.

Ancak önceki yöntemler, manyetik alanın gücünü ve konfigürasyonunu değiştirme imkanını kısıtlıyordu. Japon bilim insanları ise bunların yerine ayarlanabilir bobin sistemine sahip kompakt darbeli bir elektromıknatıs kullandılar. Testler sırasında modele saniyede 7 kilometreden fazla hızdaki şok dalgası etki etti.

Deney sonuçları ve beklentiler

Şok dalgası sadece onlarca mikrosaniye sürdüğü için araştırmacılar, oluşumunu, elektromanyetik darbeyi ve yüksek hızlı kamera görüntüsünü çok yüksek hassasiyetle senkronize etmek zorunda kaldılar. Deneyde 1,24 ve 1,58 Tesla gücünde bir manyetik alan elde edildi. Bu, önceki cihazlarda kullanılan neodimyum sabit mıknatısların kapasitesinden iki kat daha yüksek bir sonuç gösterdi.

Elektromıknatıs açıldıktan sonra, ısınmış gazın ışık yayan katmanının yüzde 15 oranında kalınlaştığı gözlemlendi. Bu, manyetik alanın plazma katmanının durumunu ve yapısını gerçekten değiştirdiği anlamına geliyor. Şimdilik hazır bir uzay kalkanından değil, sadece laboratuvar deneyinden bahsediliyor, ancak gelecekte teknolojinin gerçek koşullarda test edilmesi bekleniyor.