Veda

Prečo majú kozmické lode pri pohľade na Slnko zamračený pohľad?

NASA Solar Dynamics Observatory zachytila ​​túto fotografiu slnečnej erupcie 9. januára 2023.
obrázok, NASA / SDO

Hostiteľská hviezda Zeme môže byť dosť temperamentná, čo núti astronómov vypúšťať satelity a sondy na misie, aby pozorne sledovali obrovské erupcie Slnka. Ale prístroje smerujúce na Slnko majú tendenciu získať zamračené videnie v dôsledku tajomnej vrstvy, ktorá máta vedcov už roky.

prístroje na palube nasa Observatórium slnečnej dynamiky (SDO), ktorá Slnko pozoruje od roku 2010, ponížený až 40 % do piatich rokov od spustenia. Dnes môže skupina vedcov konečne identifikovať vinníka za hmlisté vízie kozmickej lode: vodu.

Robert Berg, výskumník z amerického Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST) a jeden z autorov novej štúdie, „degradoval satelity na pozorovanie slnka predtým, ako sa SDO stal problémom… ale dôvod nebol jasný.“ Štúdium Publikované v Solar Physics, povedal Gizmodo e-mailom. Predchádzajúce štúdie označili „oxidáciu za jednu z niekoľkých možných príčin, ale voda nebola navrhnutá ako oxidant,“ povedal.

Na rozlúsknutie kódu vedci za novou štúdiou použili urýchľovač častíc veľkosti miestnosti, aby replikovali podmienky spôsobené vesmírnym počasím. Zistili, že atómy kyslíka z molekúl vody sa spájajú s hliníkom z prístrojov kozmickej lode a vytvárajú hmlistú vrstvu oxidu hlinitého, ktorá blokuje prichádzajúce lúče zo Slnka.

V novom výskume zverejnenom vo štvrtok vedci z NIST a Laboratória pre fyziku atmosféry a vesmíru na University of Colorado Boulders podrobne opisujú tieto dôležité nové zistenia. „Nedokázali sme odhaliť roky žiarenia,“ povedal Charles Tarrio, fyzik z NIST a hlavný autor, „ale s modelom rastu oxidov veľmi presvedčivo ukazujeme, že horenie ultrafialovými výparmi môže spôsobiť pozorované poškodenie.“ Viac o novej štúdii je vysvetlené v e-maile.

Kozmické lode pozorujúce Slnko používajú hliníkové filtre – každý menší ako poštová známka a tenší ako ľudský vlas – na zachytávanie extrémneho ultrafialového svetla, vlnových dĺžok svetla vyžarovaného Slnkom, ktoré sú príliš široké na to, aby ich ľudské oko videlo. Je to veľmi málo. Hoci EUV tvorí malý zlomok celkového množstva svetla zo Slnka, hrá dôležitú úlohu pri informovaní vedcov, keď sa hviezda blíži k zjasneniu.

Slnko niekedy uvoľňuje výboje energie známe ako výron koronálnej hmoty,obrovské výbuchy nabitých častíc Ktorí zabíjajú od slnka ako horúci bič. Tieto udalosti nás môžu ovplyvniť tu na Zemi, čo má za následok geomagnetické búrky, ktoré spôsobujú narušenie elektrických sietí a navigačných systémov.

Monitorovaním Slnka pomocou solárnych sond a satelitov môžu vedci získať lepšiu kontrolu nad plánom vzplanutia. Bohužiaľ, kozmické lode smerujúce k Slnku strácajú schopnosť zachytiť EUV svetlo v priebehu niekoľkých rokov od uvedenia do prevádzky. Filter kozmickej lode zvyčajne na začiatku svojej misie prepustí okolo 50 % EUV svetla cez svoj detektor, pričom sa zníži na 25 % do jedného roka a 10 % do piatich rokov. NIST, Výskumníci to založili na svojej vlastnej štúdii SDO, ale tvrdia, že iné kozmické lode museli urobiť to isté.

Medzi ďalšie príklady degradácie kozmickej lode patrí prístroj LYRA na európskom satelite PROBA2, prístroj SOLSPEC na Solar Payload pre Medzinárodnú vesmírnu stanicu, ktorý sa používal na meranie slnečnej energie, a teleskopy Solar Diameter Imager a Surface Mapper na palube. Kozmická loď PICARD podľa Berga.

Vedci roky verili, že filtre vytvárajú vrstvu uhlíka, ktorá je výsledkom kontaminácie kozmickej lode. Za novým výskumom ale stojí rovnaká skupina vedcov túto teóriu vyvrátil v roku 2021 predtým, než sa okamžite vráti k rysovacej doske. „Ďalšia vec, ktorá poukazuje na oxidáciu, je to, že za posledných niekoľko desaťročí bolo vybavenie kozmických lodí navrhnuté na čistenie a dezinfekciu s cieľom eliminovať zdroje organických molekúl, ktoré spôsobujú ukladanie uhlíka.“ Existujú, “ povedal Tarrio. „Mnohé prístroje však stále vykazujú výraznú degradáciu. To poukazuje na nárast uhlíka.“

Pomocou urýchľovača častíc na generovanie EUV svetla výskumníci odrazili toto svetlo do filtrov kozmickej lode pomocou zrkadiel a zároveň ich vystavili vodnej pare. Po 20 dňoch sa na filtri vytvorila vrstva oxidu hlinitého. Vrstva nebola dostatočne hrubá, aby bránila schopnosti filtra zachytávať EUV svetlo, ale pravdepodobne by časom zhrubla. Vedci vytvorili aj teoretické modely, ktoré súhlasili s tým, čo sa s kozmickou loďou dialo v reálnom živote.

Ako teda vznikla vrstva oxidu? Vedci sa domnievajú, že voda z tepelnej prikrývky kozmickej lode, ktorá sa používa na reguláciu teploty kozmickej lode, interagovala s hliníkom filtra a vytvorila oxidovanú vrstvu, ktorá potom odráža svetlo z detektora.

Nový výskum by mohol lepšie informovať o dizajne budúcich kozmických lodí s pozorovaním Slnka, aby sa zabránilo ich rýchlej degradácii. Vedci navrhli pridať vrstvu uhlíka na blokovanie pohybu hliníkových iónov, ako aj pridať rúrky, ktoré blokujú prichádzajúcu vodnú paru.

Viac: Kozmická loď obiehajúca okolo Slnka robí fascinujúce snímky výronu koronálnej hmoty

READ  Život na Marse... ale len na štyri roky: Červená planéta „extrémne nebezpečná“ pre ľudí

Related Articles

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Back to top button
Close
Close