Güneş’i incelemek için tasarlanmış uzay sondaları, nem sorunu yaşamayı bekleyeceğiniz en son yerlerdir. Yine de yakın zamanda yapılan bir araştırma, iki farklı uydudaki alüminyum filtrelerin, su yüzeylerini aşındırdıkça bozulduğunu ortaya çıkardı.
Filtreler, aşırı ultraviyole (EUV) emisyonlarını tespit etmeye yardımcı olur, bu nedenle her türlü bulutlanma, bunların etkinliğini etkiler. Sorun bir süredir açık olmasına rağmen, bilim adamları nihayet buna neyin sebep olduğunu biliyorlar.
NASA’nın Güneş Dinamikleri Gözlemevi (SDO2010’da başlatıldı) ve NASA ile Avrupa Uzay Ajansı’nın Güneş ve Heliosferik Gözlemevi (SOHO, 1995’te piyasaya sürüldü) her ikisinde de aynı sorun var. İlk altı ayda, SOHO’nun Solar EUV Monitor’ü yaklaşık yüzde 35 oranında azaldı; takip eden beş yıl içinde yüzde 60 oranında daha geriledi.
Güneş sondaları tam olarak ucuz değil ve uzaya yeni sensörler göndermek için yıllık yeniden kalibrasyon görevlerini de başlatmıyor. Filtrelerin neden bulanıklaştığını anlamak, gelecekteki güneş sondası görevlerinin daha sağlam hale getirilmesini sağlayabilir.
2021’de Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden (NIST) fizikçi Charles Tarrio liderliğindeki bir bilim insanı ekibi deneysel olarak ne olmadığını anladım – yani, uzun süredir suçlu olarak kabul edilen buğulanmaya neden olan bir karbon birikmesi.
Şimdi bunun ne olduğunu anladılar ve bu şaşırtıcı: suyun varlığından kaynaklanan ve ultraviyole radyasyonun neden olduğu alüminyum oksidasyonu. Oksitlenmiş metal katmanları biriktikçe, filtre sisli hale gelir ve sensörün izlemek üzere tasarlandığı ışık dalgalarını kabul etmesini engeller.
Alüminyumun yüzeyi genellikle doğal olarak, oksijen atomları alüminyumun yüzeyindeki atomlara bağlandığında ortaya çıkan bir oksit yüzey tabakası ile kaplanır. UV ışığı oksidasyon oranını artırarak ek oksit katmanlarının oluşmasına neden olur.
Genellikle uzayda alüminyuma bağlanacak çok fazla oksijen yoktur, ancak oksijen atomları içeren suyun varlığı oyunun kurallarını değiştirebilir.
Su hipotezini test etmek için araştırmacılar, EUV radyasyonu oluşturmak için NIST’in Synchrotron Ultraviyole Radyasyon Tesisini (SURF) kullandılar ve içine su buharının sokulduğu bir vakum odasındaki bir alüminyum filtreye patlattılar.
Tarrio ve ekibi deneylerinde, alüminyum numuneleri üzerinde, güneş sondalarında görülenler kadar kalın olmasa da, kabul edilen teorinin önerdiğinden çok daha kalın bir oksit tabakası buldular. Bununla birlikte, modelleme, yeterli maruz kalma ile – yaklaşık 10 ay – uzay sondalarındaki alüminyum filtrelerle karşılaştırılabilir bir oksit tabakası elde edeceklerini gösterdi.
Araştırmacıların söylediğine göre gizeme buldukları çözüm “bir-iki yumruk.”
“Birinci yumruk, suyu içeren bu kimyasal sürecin, gerçekte uydularda olduğunu gördüğümüze benzer bir şeye neden olabileceğini fiziksel olarak gösteriyordu. Ve iki numaralı yumruk, her şeyi hesaba katan teorik bir model oluşturduğunuzda, ardından sayıların sıralandığını söylüyor. nicel olarak uydularda gördüklerimizle” fizikçi Robert Berg açıklıyor NIST’in.
“Her şeyi bir araya getirdiğimde ikna oldum. Filtrenin bozulmasından su sorumludur.”
Bir sonraki soru, su Dünya’nın neresinden geldi? Ekip, bir şekilde sondaları otostopla gezdirmesi gerektiğine inanıyordu.
“Beş yıl boyunca sürekli olarak makul sabit oranlarda su yayan bir şey olmalıydı.” Tarrio diyor. “Bu Bobby’yi ayarladı [Berg] bulmak için bu arayışta, bu ne halt olabilir? Uygun bir kaynak ne olabilir? Ve buldu.”
Yanıt, yakında çıkacak bir makalede ayrıntılı olarak açıklanacak, sondanın hassas aletlerini aşırı sıcaklıklardan korumak için kullanılan termal örtü malzemesidir. Bunlar, malzemeye çarpan ısının çoğunu yansıtan yansıtıcı metal ile kaplanmış ince bir polietilen tereftalat (PET) tabakasından yapılmıştır.
Bununla birlikte, PET’in atmosferdeki suyu emmesi ve tutmasıyla bilinir. Böylece, tüm bu su tutma ile uzaya gidiyor ve sonra, güneş ısısı ona çarptığında, su buharlaşıyor ve yavaş yavaş gazı çıkıyor, uzay aracına salınıyor ve alüminyum EUV filtresinin oksitlenmesine neden oluyor.
“Zordu,” berg diyor“bu tür bir suyu tutacak başka bir şey düşünmek.”
Güneş’in yaptığı her şey ilginçtir, ancak güneş patlamaları ve koronal kütle fırlatmaları burada, Dünya’da özellikle ilgi çekicidir. Dünya yönünde salınırlarsa, bize doğru fırlatılan madde miktarları, uydu ve radyo iletişimini kesintiye uğratma ve hatta elektrik şebekelerini engelleme riski taşıyan jeomanyetik fırtınaları tetikleyebilir.
Bu güneş maddesinin bize ulaşması iki ila altı gün sürebilir, bu nedenle EUV radyasyonunun anlatım dalgalarını önceden tespit edebilen cihazlar, önceden uyarı yapmak ve gelecek jeomanyetik fırtınanın gücünü tahmin etmek için çok önemlidir.
Gelecekteki çalışmalarda ekip, alüminyumu korumaya çalışarak veya gerekli dalga boyu aralığında çalışabilen yeni bir filtre geliştirerek bu oksidasyonu önlemenin yollarını keşfetmeyi umuyor.
Araştırma yayınlandı Güneş Fiziği.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/scientists-finally-solve-mystery-of-why-solar-probes-keep-fogging-up