Vakumun Uzay Simülasyonu ve Araştırmasına Katkıda Bulunduğu 5 Yöntem 17 Kasım 2020

İçindekiler

Uzay simülasyonu için vakum sistemleri
Elektrikli tahrik için vakum sistemleri 
Teleskoplar için vakum teknolojisi
Temel araştırmalarda vakum - yerçekimi dalga dedektörleri 
Temel araştırmalarda vakum - sıfır yerçekimi

Uzay teknolojisi ve araştırmaları vakum teknolojisi olmadan hiçbir yerde olmazdı. Ancak bu kadar karmaşık bir işte vakumun nerede (ve nasıl ve neden) bu kadar önemli bir rol oynadığını görmezden gelmek kolaydır.

Uzay simülasyonu için vakum sistemleri

Uzay, deniz seviyesinden 100 km'den fazla bir yükseklikte başlar ve yaklaşık 2.200 aktif uydu Dünya'nın etrafında döner. 

Uydular son derece değerlidir ve değiştirilmesi son derece zordur. Uzayda onarımlar neredeyse imkansız olduğundan, lansman öncesinde yeryüzünde yoğun zorunlu testler yapılır. Simüle edilecek en önemli testlerden biri, uydunun vakumda nasıl çalıştığıdır. 

Örneğin, jeostatik yörüngedeki ('GEO', 35.800km yükseklik) uydular, düşük ultra yüksek vakum aralığındaki vakum basınçlarıyla ilgilenir. Bu basınçların testlerle simüle edilmesi gerekir ve bu testler genellikle sıcaklık döngüsü testleri (termal vakum değiştirici testleri) ile birlikte yapılır.

Ayrıca her bileşen sisteme entegre edilmeden önce ayrı ayrı test edilir ve bu da 1-1000 m3 hacimli test odaları gerektirir.

Elektrikli tahrik için vakum sistemleri 

Elektrikli tahrik, uyduların yörüngelerini korumalarına veya değiştirmelerine yardımcı olur.

Xenon iyon iticileri iyonları hızlandırır, nötralize eder ve uyduyu yeniden konumlandırmak için bir jette dışarı iter. Kimyasal tahrik sistemlerine kıyasla önemli bir avantaj, daha düşük yük kapasitesi veya daha uzun çalışma süresi ile çalışabilme özelliğidir. İtme, geleneksel kimyasal tahrike kıyasla sürekli ve çok daha uzun süre hızlanabilir. Bu, gelecekte Mars gibi diğer gezegenlere seyahat etmenin planda olabileceği anlamına geliyor. 

Bu iyon iticilerin, uzay koşulları altında vakum haznesinde uzun süreler boyunca test edilmesi gerekir. Elektrikli tahrikli iyon iticiler genellikle Xenon kullandığından, vakum testinin belirli gereksinimleri karşılaması gerekir: Xenon pompalamak kolay değildir!

Teleskoplar için vakum teknolojisi

Teleskopların çalışmasını sağlamak için vakum teknolojisi kullanılır. Örneğin, optik teleskopların en yüksek hassasiyete ulaşmasını sağlar. 

Şili'deki VLT gibi büyük optik teleskopların çapı 10 m'ye kadar olan aynaları vardır.

Bunlar, kızılötesini %99'a kadar yansıtan bir gümüş tabaka ile kaplanmıştır. Bu aynalar atmosfere maruz kaldığından, bu katman zamanla bozulur.

Vakum teknolojisi, gözlemevlerdeki büyük haznelerde DC püskürtme için yaklaşık 30.000 l/sn pompalama hızlarına sahip bir veya daha fazla büyük kriyopompanın kullanıldığı bu katmanın yerinde kaplanması ve korunmasında önemli bir rol oynar.

Vakum teknolojisi, yalıtım vakumlarının ekipmanı güvende tuttuğu radyo teleskoplarda da hayati bir rol oynar.

Temel araştırmalarda vakum - yerçekimi dalga dedektörleri 

Yerçekimi dalga dedektörleri, süpernovalar, nötron yıldız çarpışmaları veya kara delikler gibi uzaydaki özel olaylardan kaynaklanan yerçekimi dalgalarını arar. Amaçları, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisini ve uzay-zaman sürekliliği hipotezini kanıtlamaktır. 

Vakum uygulaması, büyük kütlelerin sapmasını algılayan dedektörlerin hassas bir şekilde çalışabilmesini sağlar ve sadece 10-18 metreye kadar sapmaları algılayan 500-4000 m uzunluğundaki büyük enterferometrelerin titreşim sönümlenmesinde rol oynar! 

İtalya'da Virgo, ABD'de LIGO ve Japonya'da KAGRA dahil olmak üzere Dünya'da birkaç yerçekimi dalgası dedektörü bulunmaktadır. Gelecekte uzayda bir dedektör bile olabilir.

Temel araştırmalarda vakum - sıfır yerçekimi 

Yakıt depoları, yakıt valfleri ve uzay araçları için cihazlar gibi araştırma ve teknoloji geliştirme için, uçaklardaki parabolik uçuşların sağlayabileceğinden daha doğru yerçekimi telafileri gereklidir.

Vakum teknolojisi, bu sıfır yerçekimi durumlarına ulaşan düşürme kulelerini (veya düşürme tüplerini) mümkün kılar. 