Potansiyel olarak ölümcül güneş fırtınaları için Güneş’i izleyen uzay aracı, aşağılayıcı olmuştur – ve şimdi bilim adamları bunun nedenini bulduklarını düşünüyorlar.
Amerika Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (NIST) ve Colorado Boulder Üniversitesi’nin Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’ndaki (LASP) Boffins, bu sondalardaki UV filtrelerinin neden zamanla bozulduğunu anlamak için yıllarını harcadılar.
Filtreler, uzay aracının güneş ışığının ışık spektrumunu belirli dalga boylarında analiz etmesine olanak tanır. UV ışığını 100 nanometreden 10 nanometreye detektörlere yönlendirmek için kullanılan ekipman bozulma eğilimindedir. Uzayda kaldıktan birkaç yıl sonra, güneş patlamalarını veya koronal kütle fırlatma filtrelerini incelemek için gönderilen bazı uydulardaki filtreler önemli ölçüde bozulur.
NIST’de doğrudan araştırmayla ilgili bir fizikçi olan Charles Tarrio, incelediğimiz tek uydunun Güneş Dinamikleri Gözlemevi olduğunu söyledi. Kayıt. “Bu bozulma mekanizmasını deneyimleyen tek uydunun bu olup olmadığını söyleyemeyiz, ancak tek uyduysa şaşırırım.”
Örneğin, 30 nanometrelik UV ışığının yüzde 50’sinin dedektöre geçmesine izin veren bir filtrenin performansı, bir yılda yüzde 25’e ve hatta beş yılda yüzde ona kadar düşebilir. Şimdi, konuyu inceleyen bir araştırmacı ekibi, soruna neyin neden olduğunu bulduklarına inanıyor.
Uydulardaki aletlerin sıcaklığını kontrol etmek için kullanılan termal battaniyeler tarafından salınan su buharı, UV filtresinin yüzeyine yapışır. Su buharı, güneş ışığı ile parçalanarak aletin yüzeyinde hidroksit molekülleri bırakır. UV ışığı ışınları, filtrenin hidroksit moleküllerini iyonize eden alüminyum bileşenlerinden elektronları serbest bırakır.
Negatif iyon, pozitif alüminyum iyonunu filtreden çeker ve etkileşerek alüminyum oksit oluşturur. Bir araştırmaya göre, alüminyum oksit katmanları zamanla filtrenin yüzeyinde birikerek onları bulanık hale getiriyor ve UV ışığını emmede daha az etkili oluyor. yayınlanan Solar Physics dergisinde.
Makalenin ortak yazarı ve NIST’te fizikçi olan Robert Berg, söz konusu Bir açıklamada, güneşe bakan uyduların neden aşındığının “bir tür bir-iki yumruk” olmasının suçlusu olduğunu keşfeden bir açıklamada.
“Birinci yumruk, suyu içeren bu kimyasal sürecin, uyduda gerçekten gördüklerimize benzer bir şeye neden olabileceğini fiziksel olarak gösteriyordu” dedi.
“Ve iki numaralı yumruk, bir kez her şeyi hesaba katan teorik bir model oluşturduğunuzda, ardından sayıların nicel olarak uydularda gördüklerimizle aynı hizaya geldiğini söylüyor. Her şeyi bir araya getirdiğimde, filtre bozulmasından Su’nun sorumlu olduğuna ikna oldum. “
Ekip, gelecekteki uyduların, yüzeylerinden su buharını engelleyen tüpler içeren filtrelere sahip olması ve alüminyum iyonlarının hidroksit molekülleri ile etkileşime girmesini önlemek için karbon katmanları ile inşa edilmesi gerektiğine inanıyor.
NIST’in Synchrotron Ultraviyole Radyasyon Tesisi’ni kullanarak filtre örneklerini UV ışığına maruz bırakarak soruna suyun neden olduğunu keşfettiler. Sinkrotron parçacık hızlandırıcı tarafından oluşturulan radyasyon, güneş aktivitesini ve uzay havasını simüle eder.
UV filtrelerini ışığa maruz bıraktıktan sonra alüminyum oksidin oluşmaya başladığını gördüler ve gerçek uyduların yaşadığı benzer oksidasyon seviyelerinin, onları on ay boyunca radyasyona maruz bırakmış olsalardı, numunelerinde tekrarlanacağına inanıyorlar.
Araştırmacılar, oksidasyonun oksijen ve su gerektirdiğini söyledi. Tarrio, “Beş yıl boyunca sürekli olarak makul sabit oranlarda su yayan bir şey olmalıydı” dedi. Nemin kaynağını uydunun içindeki termal örtüler olarak saptadılar.
“Su buharının kaynağının, aletlerin giriş açıklıklarının yakınındaki yalıtkan örtüler olduğunu düşünüyoruz. Örtüler, çok sayıda alüminize Mylar ve polietilen tereftalat (PET) katmanından yapılmıştır. PET’in atmosferdeki su buharını emdiği bilinmektedir. ” diye bize açıkladı.
“Güneş ışığı ona çarptığında ve onu ısıttığında, su buharını dışarı atar ve su, malzemenin yüzeyinde değil, hacminde depolandığı için, uzun yıllar boyunca oldukça sabit bir oranda gaz çıkarmaya devam edebilir.”
Ekip şimdi, uzayda oksitlenme olasılığı daha düşük olacak filtreler için farklı malzemeleri test etmek için çalışıyor. ®