Эксперименты по тестированию использования графена в космических применениях

]

В конце долгого времени, потраченное на работу трудно в лабораториях, на этой неделе, ученые из графена Flagship готовятся для проведения двух экспериментов по исследованию использования графена технологий для космических связанных приложений в партнерстве с Европейское космическое агентство (ЕКА).

Две группы исследователей изучат преимущества графена в качестве светового материала в солнечных парусах и как интеллектуальное покрытие в петлевых тепловых трубах для спутников. Оба эксперимента будут выполнены в условиях микрогравитации, чтобы имитировать экстремальные условия в космосе. Солнечные паруса будут плавать в условиях микрогравитации в эксперименте с каплевой башней, а исследовательская группа, исследующая тепловые трубы, испытает невесомость на борту параболического полета. КРЕДИТ: флагман Графена.

Две исследовательские группы будут исследовать преимущества использования графена в качестве светопропускающего материала в солнечных парусах, а также использование графена в качестве умного покрытия в петлевых тепловых трубах на спутниках. Чтобы воспроизвести суровые условия в космосе, эксперименты будут проводиться в условиях микрогравитации. Солнечные паруса будут сделаны, чтобы плавать под микрогравитацией в эксперименте с каплевой башней, а команда, которая тестирует тепловые трубы, столкнется с невесомостью на параболическом полете.

Graphene Flagship – это общеевропейский исследовательский консорциум, посвященный преобразованию технологий графена в полностью разработанные приложения через исследовательские лаборатории. Графен (углеродистый лист с одним атомом) удобен для использования в широком спектре применений благодаря своим исключительным механическим, электрическим и тепловым характеристикам. В настоящее время эти характеристики будут исследованы в условиях жесткой микрогравитации, что увеличит способность использовать графен в инновационных целях.

Трубчатые тепловые трубы, которые в основном используются в сателлитах и ​​других аэрокосмических применениях, представляют собой системы охлаждения. Охлаждение осуществляется путем преобразования рабочей жидкости в газ внутри фитиля, тем самым выделяя энергию из горячего инструмента, который должен быть охлажден. После положительных результатов исследования исследовательская группа из Graphene Flagship стремится показать, что использование графена для покрытия фитилей может повысить эффективность тепловой трубы даже в условиях микрогравитации.

Для исследования покрытых графеном фитилей в условиях микрогравитации ученые примут участие в низкорассальном параболическом полете, проводимом ESA в сотрудничестве с Novespace. Микрогравитация воспроизводится в полете, выполняя последовательность параболических маневров, что позволяет исследователям испытывать невесомость.

Я очень взволнован, я никогда не делал ничего подобного раньше . . Чтобы увидеть эти материалы, над которыми мы так долго работаем, наконец, работаем в условиях, которые мы хотим, чтобы они были действительно интересными .

Доктор Меганн Кристиан, научный сотрудник CNR

« Я очень рад эксперименту и с нетерпением жду тяжелой тяжести », – заявил доктор Яржан Самад, исследователь университета Кембриджа. « Выполнение экспериментов в области микрогравитации будет проблемой, но мы все проделали большую работу, и я думаю, что мы получим отличные результаты в улучшении производительности ».

Эксперимент является партнерством между партнерами Graphene Flagship в Исследовательском центре Microgravity, Université libre de Bruxelles, Бельгия; Центр Кембриджа Графен, Кембриджский университет, Великобритания; Институт органического синтеза и фотореактивности и Институт микроэлектроники и микросистем, Национальный исследовательский совет Италии (CNR), Италия; и Leonardo Spa, Италия, мировой лидер в области аэрокосмической промышленности, работающих в космических системах и высокотехнологичном приборостроении, а также в управлении запуском и орбитальными службами и спутниковыми службами.

Мы с удовольствием принимаем участие в эксперименте и впервые проверим использование графена для труб с кучей сателлитов. Освоение новых технологий, таких как графен, и использование их для разработки передовых продуктов имеет первостепенное значение для такой компании, как Leonardo, которая основывает свою конкурентоспособность на инновациях .

Д-р Марко Молина, Леонардо

Светлые паруса используют давление от света, облученного на отражающей поверхности, для перемещения объектов в пространстве. Группа GrapheneX, в состав которой входят аспиранты из Дельфтского технического университета (TU Delft), Нидерланды, разработала эксперимент по исследованию возможности использования графена в легком двигателе путем облучения лазерного излучения на свободно плавающих графеновых мембранах в условиях микрогравитации. Институт космического пространства TU Delft, Нидерланды, также поддерживает проект GrapheneX.

Если вы хотите сделать солнечный парус, очень важно, чтобы материалы, из которых вы делаете парус, очень легкие. Конечная легкость и сила на самом деле являются главными преимуществами использования графена .

Вера Янссен (TU Delft), аспирантка, которая является частью проекта GrapheneX

Эксперимент будет проводиться на Drop Tower в Земеле в Бремене, Германия, в рамках программы ESA Education Drop Your Thesis! которая поощряет студентов вносить идеи для проведения экспериментов по микрогравитации. Чтобы воспроизвести тяжелые условия микрогравитации, вплоть до одной миллионной силы гравитации Земли, капсула, включающая экспериментальную установку, поднимается вверх и вниз по 146-метровой башне, что приводит к 9,3 секундам невесомости.

«. Такие объекты, как ZARM Drop Tower, являются чем-то впечатляющим в масштабе, который они представляют, и количеством вещей, которые должны работать вместе, чтобы иметь возможность нормально функционировать. Для меня большая честь пойти туда – заявил Рокко Гауденци (TU Delft), еще один студент PhD, который также участвует в команде GrapheneX.

Два амбициозных эксперимента являются исключительным проявлением многообразия потенциала графена и подготовят базовую работу по расширению границ исследований графена.

По словам профессора Яри Кинарет (Chalmers University of Technology, Швеция), директора Графенского флагмана, « Эти два проекта иллюстрируют двукратный характер флагмана Графен: проект петлевой тепловой трубы ориентирован на конкретный приложение, в то время как проект легкого паруса прочно связан с фундаментальными исследованиями и основывается на уникальной комбинации свойств, которые может предложить только графен. Я особенно горжусь тем фактом, что один из этих проектов был инициирован студентами, работающими над областью, полностью отключенной от космических применений: это демонстрирует творчество нового поколения исследователей и показывает иногда удивительные связи между различными частями нашего флагмана- или, может быть, я должен сказать космический корабль? "

Профессор Андреа Феррари (Университет Кембриджа), научный сотрудник и технический директор Графенского флагмана и председатель его группы управления заявили, что « Это первые эксперименты, в которых графен испытывают в условиях близкого к нулю гравитации для космических применений , и первое сотрудничество между флагманом Graphene и Европейским космическим агентством с четким путём к приложениям благодаря флагманскому партнеру Leonardo, ведущей в мире аэрокосмической отрасли. У нас уже есть «дорожная карта», которая позволит заняться графеной в космической отрасли в течение следующих двух-четырех лет, а еще две кампании по нейтральной гравитации уже подтверждены ».

Source link