Layar elektronik wayar aluminium - Teknologi Hitam Aeroangkasa

Tidak lama dahulu, NASA mengumumkan sistem pendorong yang sangat avant-garde dan berteknologi maju untuk kenderaan angkasa masa hadapan. Sistem ini diketuai oleh anak syarikat NASA, Marshall Space Center, dan dikenali sepenuhnya sebagai Sistem Transit Pantas Elektrostatik Heliopause, juga dikenali sebagai Sistem Pendorong Layar Elektrik Suria HERTS. Adakah ia sangat futuristik untuk melihat penampilan sahaja? Adakah ia telah mengubah pemahaman anda tentang pesawat?

Komposisi struktur layar elektronik

Layar elektronik tidak selengkap permukaan layar tradisional, dan sebagai bahagian utama sistem pendorong, terdapat beberapa wayar aluminium yang sangat langsing. Ya, anda tidak silap. Wayar langsing itu ialah wayar aluminium. Sudah tentu, ini bukan wayar aluminium biasa dalam kehidupan seharian kita. Wayar aluminium ini sangat nipis dan panjang, dengan diameter 1 milimeter, kira-kira ketebalan yang sama dengan klip kertas, dan ia sangat panjang, berukuran 12.5 batu, atau kira-kira 20 kilometer. Apakah konsep panjang ini? Ia adalah hampir sepanjang 219 padang bola sepak yang disusun bersama. Layar elektronik biasanya terdiri daripada 10-20 wayar aluminium yang memancar dari tengah ke persekitaran. Selepas roket mencapai kedudukan yang ditetapkan, wayar aluminium dilanjutkan dari tengah ke kedua-dua hujung, dan dua roket kecil digunakan untuk menggerakkan dan menyelesaikan tugas penempatan berbentuk kipas kumpulan wayar aluminium. Lengkapkan borang penggunaan terakhir layar elektronik.

Sumber Kuasa Layar Elektronik

Sudah tentu, mempunyai sistem pendorong belayar elektronik sedemikian tidak mencukupi untuk belayar di angkasa. Aspek penting navigasi antara bintang ialah kuasa pendorong. Enjin aeroangkasa tradisional memerlukan propelan mereka sendiri, yang menyumbang sebahagian besar daripada jumlah jisim roket dan secara serius mengekang muatan dan jarak penerbangan kapal angkasa. Oleh itu, mencari cara yang lebih berkesan untuk maju sentiasa menjadi hala tuju penyelidikan saintifik.

Para saintis telah mengalihkan perhatian mereka kepada matahari, bos tenaga utama dalam sistem suria. Layar elektronik digerakkan oleh angin suria yang dihasilkan oleh matahari. Tidak seperti angin yang terdiri daripada molekul di Bumi, angin suria ialah aliran zarah bercas plasma supersonik yang dipancarkan dari atmosfera atas matahari, terdiri daripada zarah seperti proton dan elektron, dan kesan yang dihasilkannya apabila mengalir sangat serupa dengan aliran udara. . Ketumpatan angin suria sangat nipis dan tidak ketara. Secara amnya, dalam ruang antara planet berhampiran Bumi, terdapat beberapa hingga berpuluh-puluh zarah setiap sentimeter padu, manakala ketumpatan angin di Bumi ialah 268.7 bilion molekul setiap sentimeter padu. Bagaimanapun, daya kuat angin suria jauh lebih kuat daripada angin di Bumi. Kelajuan angin suria berhampiran Bumi umumnya 350-450 kilometer sesaat, dan boleh mencapai 800 kilometer sesaat apabila kuat. Ia mungkin tidak terasa hanya dengan melihat nombor. Anda harus tahu bahawa angin paling kuat di Bumi ialah taufan, dengan kelajuan angin hanya 32.5 meter sesaat atau lebih tinggi untuk taufan Kategori 12. Kelajuan angin seperti itu sudah menjadi bencana.

Disebabkan oleh penipisan angin suria, kami tidak mempunyai persepsi intuitif mengenainya. Tetapi kelajuan ultra-tingginya adalah kunci kepada teknologi hitam layar elektronik. Malah, beberapa saintis sebelum ini cuba menggunakan angin suria untuk penerbangan antara bintang. NASA berjaya melancarkan satelit berkuasa layar suria kecil pada tahun 2010. Pada bulan Mei tahun yang sama, siasatan angkasa lepas bernama IKAROS dari Agensi Angkasa Jepun telah dilancarkan, membuktikan kemungkinan menggunakan layar suria untuk navigasi antara bintang. Tidak seperti layar solar sebelumnya yang menggunakan plat logam yang sangat nipis dengan kesan layar dan bergantung pada tekanan suria untuk pendorongan, projek layar elektronik ini menggunakan wayar aluminium yang disebutkan di atas. Wayar aluminium ini akan dicas positif, menggunakan daya tolakan dengan zarah dalam angin suria untuk menyediakan kuasa untuk kapal angkasa dan kapal angkasa. Secara teorinya, ia tidak memerlukan sebarang propelan, selagi ada cahaya matahari, ia boleh terbang, dan kelajuan penerbangannya jauh lebih cepat daripada pesawat sedia ada, dengan kelajuan tinggi dijangka 400 hingga 750 kilometer sesaat.

Pergerakan kelajuan tinggi layar elektronik

Untuk lebih memahami layar elektronik, unit baharu perlu diperkenalkan. Dalam astronomi, unit astronomi AU biasanya digunakan untuk mewakili jarak, bukannya unit panjang yang biasa kita gunakan. AU merujuk kepada jarak purata dari matahari ke Bumi, kira-kira 149.6 juta kilometer. Disebabkan oleh penipisan angin suria apabila ia bergerak lebih jauh dari matahari, untuk memastikan tujahan dan pecutan yang mencukupi, kawasan berkesan layar elektronik akan meningkat dengan julat. Di 1AU, kawasan berkesan ialah 601 kilometer persegi, yang hanya lebih kecil sedikit daripada kawasan pusat bandar Chicago; Di 5AU, kawasan berkesan boleh mencapai 1200 kilometer persegi, yang hampir dengan saiz Los Angeles.

Satu lagi kelebihan layar elektronik ialah jarak pecutan mereka jauh melebihi layar solar. Secara amnya, jika julat layar suria melebihi 5AU, pecutannya akan terhenti disebabkan oleh pelesapan tenaga foton suria. Disebabkan oleh aliran zarah yang berterusan dan peningkatan kawasan berkesan, pecutan layar elektronik tidak akan berhenti, tetapi akan berterusan ke jarak 16-20AU. Sebagai kapal angkasa manusia pertama yang mencapai pinggir sistem suria, Voyager menyelesaikan misinya pada 2010 selepas 35 tahun penerbangan. Walau bagaimanapun, layar elektronik boleh menyelesaikan tugas ini dalam 12 tahun atau kurang. Jadi, teknologi hitam ini mungkin akan menterbalikkan teknologi pendorong yang sedia ada.

Sudah tentu, teknologi ini belum memasuki fasa pelancaran, dan bilangan proton yang ditolak oleh wayar dan bilangan elektron yang ditarik oleh wayar masih diuji di Pusat Penerbangan Angkasa Marshall. Ujian plasma juga sedang dijalankan untuk membetulkan model. Dijangkakan dalam tempoh 10 tahun, layar elektronik akan secara rasmi debut di peringkat aeroangkasa. Malah, tanpa mengira masa depan layar elektronik, pasti akan ada penemuan teknologi letupan dalam ruang manusia yang akan mengubah teknologi sedia ada, dan jejak kita di angkasa juga akan menjadi semakin jauh. Hanya idea terobosan yang boleh menghasilkan teknologi terobosan.