一种测试航天器隔热罩,可以承受进入轨道能力时的极端温度,相当于核反应时产生的高温。
长期以来,航天器在进入行星大气层时使用隔热罩进行保护。未来的外太阳系任务将需要比目前更复杂的材料。
但是研究新屏蔽材料所需的极端加热条件很难在地球上进行实验复制。
在高达 100,000 英里/小时的高速大气进入期间,例如太阳系气态巨行星的任务所需的那些,航天器周围的大气气体变成等离子体(离子和电子的混合物),航天器温度升高到更高超过 5,000°C。
为了保护科学有效载荷,隔热罩材料以受控方式燃烧,从而将多余的热量从航天器的核心带走。
过去使用激光、等离子射流和超高速射弹的热屏蔽测试方法存在的问题是,没有一种方法可以模拟高速进入大气层时的确切加热条件。
因此,过去的隔热罩行为模型有时会高估或低估隔热罩的烧蚀,从而导致潜在的灾难性后果
科学家已经证明,在运行过程中由聚变反应堆产生的热等离子体,提供了一种新颖且可能改进的热屏蔽行为建模方法,特别是对于进入金星或气态巨行星的过程。
DIII-D 中等离子体的某些区域,非常接近热屏蔽以极端速度撞击行星大气时产生的条件。
进行这些实验的目的是利用这些条件和 DIII-D 丰富的诊断仪器套件,来开发更准确的隔热罩行为模型。
由于 DIII-D 是世界上最灵活和高度仪器化的聚变反应堆之一,因此该团队能够收集有关样品行为的一系列有价值的数据。
通过使用缩放技术,将结果外推到更大的射弹和更长的曝光时间,从而可以与之前太空飞行任务和其他地面测试设施的实验数据进行比较。
研究结果将有助于开发计划中的金星和木星卫星任务所必需的先进隔热材料。
原文链接:https://www.xianjichina.com/special/detail_500847.html
来源:贤集网
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