211service.com
Hot Space Shuttle attēli
NASA pētnieki izmanto jaunu termiskās attēlveidošanas sistēmu Jūras spēku lidmašīnā, lai uzņemtu siltuma modeļu attēlus, kas izgaismo kosmosa kuģa virsmu, kad tas atgriežas caur Zemes atmosfēru. Pētnieki līdz šim ir attēlojuši trīs atspoles misijas un apstrādā datus, lai izveidotu 3-D virsmas temperatūras kartes. Šie dati ļaus inženieriem izstrādāt sistēmas, lai aizsargātu nākotnes kosmosa kuģus no karstuma līdz 5500 grādiem pēc Celsija, kas redzams atkārtotas ienākšanas laikā.
Karsts ķermenis: Šie termoattēli tika uzņemti no kosmosa kuģa Atklājums 11. septembrī. Temperatūras dati tika izmantoti, lai izveidotu krāsu attēlus (vidū un apakšā), zilā ir zemākā temperatūra un sarkanā augstākā temperatūra.
Mēs vēlamies saprast maksimālās temperatūras, kad tās notiek un kur, jo tas nosaka aizsardzības sistēmas materiāla veidu un izmēru, saka Tomass Horvats, projekta, ko sauc par hiperskaņas termodinamiskajiem infrasarkanajiem mērījumiem (HYTHIRM), galvenais pētnieks. Langley pētniecības centrs Hemptonā, VA.
Kopš 2003. gada kosmosa kuģa NASA ir vairāk norūpējusies par drošību un izstrādā rīkus, lai pārbaudītu un aizsargātu atspole. Kolumbija katastrofa, kad atspoļkuģa spārna bojājumi apdraudēja tā karstumizturīgo vairogu, kā rezultātā tas zaudēja strukturālo viengabalainību un saplīsa atgriešanās laikā, nogalinot visus septiņus uz klāja esošos astronauti. Horvats, arī atbalsta komandas loceklis Kolumbijas negadījumu izmeklēšanas padome (CAIB), saka, ka HYTHIRM projekts tika izstrādāts, reaģējot uz Kolumbija nelaimes gadījums.
Es noteikti domāju, ka [pētnieki] var kaut ko uzzināt par to, kas izraisa apkuri, saka Duglass Ošerofs , Stenfordas universitātes fizikas un lietišķās fizikas profesors un CAIB loceklis. Viņš piebilst, ka termiskos attēlus varētu izmantot arī kā diagnostikas rīku, lai pārbaudītu atspoles flīžu integritāti atgriešanās laikā. Pašlaik inženieriem ir manuāli jāpārbauda flīzes pēc atspoles atgriešanās.
Lai attēlotu atspole, pētnieki izmantoja jaunu optisko sistēmu ar nosaukumu Cast Glance uz Navy P-3 Orion lidmašīnas. Sistēmu galvenokārt izmanto Aizsardzības departaments pretraķešu aizsardzības misijām, tāpēc NASA projektam tā bija nedaudz jāmaina. Jūras spēku pētnieki pievienoja augstas izšķirtspējas videokameru un pielāgoja to, lai filtrētu infrasarkano gaismu. Pēc tam viņi kalibrēja Cast Glance optiskos sensorus, lai, mērot atspoles infrasarkano starojumu, viņi varētu aprēķināt virsmas temperatūru.
Jūras spēku lidmašīna lido līdz 37 kilometriem no kosmosa kuģa, kad tas pārvietojas ar ātrumu no divām līdz trim jūdzēm sekundē, iegūstot astoņas nepārtrauktas minūtes datu: aptuveni 10 000 līdz 15 000 attēlu katrai misijai.
Pētnieku uzmanības centrā bija atspoles apakšdaļa, ko klāj aptuveni 10 000 termiski aizsargājošu flīžu. Augstākās sildīšanas zonas pie deguna un gar katra spārna priekšējo malu ir izgatavotas no materiāla, ko sauc par pastiprinātu oglekļa-oglekli (RCC). Tā kā atspole izstumj gaisa molekulas, saka Debora Tomeka, HYTHIRM projektu vadītāja, ap atspole, kur temperatūra ir no 1093 līdz 1649 grādiem pēc Celsija, veidojas robežslānis jeb aizsargreģions, kas līdzīgs izolācijai. Tieši ārpus šī robežslāņa temperatūra var paaugstināties līdz 5500 grādiem.
Jebkurš flīžu bojājums vai izvirzījums vai izciļņa atspoles apakšdaļā var izraisīt robežslāņa pārrāvumu un izraisīt ārkārtēju karstumu. Īpašas bažas rada spraugu pildvielas, ar keramikas pārklājumu pārklāta auduma gabali, kas ir papīra loksnes biezumā un kas iederas starp flīzēm, lai nodrošinātu amortizāciju. ir zināms, ka tie ir izvirzīti uz āru . (Tomēr NASA saka, ka pildvielas nerada bažas par drošību.)
Langley pētnieki attēloja trīs atspoles misijas: Atklājums 28. martā ( STS-119 ); Atlantīda 24. maijā ( STS-125 ); un Atklājums atkal 11. septembrī ( STS-128 ). Viņi arī veica divus nelielus lidojuma izpētes eksperimentus. Mēs pievienojām nelielu izciļņu Atklājums spārns, apmēram ceturtdaļcollas, lai labāk izprastu to, ko sauc par robežslāņa pāreju vai ceļojumu plūsmas laukos, saka Tomeks. Pētnieki arī pārklāja divas flīzes ar materiālu, kas tiek izstrādāts Orion apkalpes izpētes transportlīdzekļa siltuma vairogam.
Pētnieki tikai sāk apstrādāt visus savāktos datus 3-D virsmas temperatūras kartēs, kuras viņi salīdzinās ar mērījumiem, kas iegūti no siltuma sensoriem atspoles apakšdaļā, un ar skaitļošanas šķidruma dinamikas modeļiem. Horvats saka, ka viņi prezentēs savus rezultātus konferencē 2010. gada janvārī.
Tomēr pētnieki jau ir redzējuši dažus negaidītus rezultātus. Neliela nepilnība, iespējams, līdz collas desmitdaļai, pretējā pusē no izciļņa, kas ar nolūku uzlikts Atklājums spārns, radīja augstu temperatūru daudz lielākā apgabalā, nekā parasti redzat, saka Horvats.
Ošerofs saka, ka ir ieinteresēts redzēt, vai analīze atklāj dažādus rezultātus dažādiem orbītiem. Piemēram, Kolumbija bija pirmais uzbūvētais atspoles kuģis un ir par 20 000 mārciņu smagāks par citiem orbītiem. Sildīšanas modeļi ir atkarīgi no orbītas stāvokļa vai orientācijas atgriešanās laikā, tāpēc būtu lietderīgi veikt testus vismaz diviem katra orbītas lidojumiem.
Ir atlikuši tikai seši kosmosa kuģu lidojumi, pirms orbītas tiks izbeigti. Horvats saka, ka pētnieki cer, ka varēs turpināt attēlot atlikušās misijas, taču galīgais apstiprinājums joprojām tiek gaidīts. Viņš saka, ka mūsu spējai precīzi paredzēt termiskos datus būs liela ietekme uz jaunu transportlīdzekļu dizainu.