अंतरिक्ष सामग्री में रंग परिवर्तन दूर से गिरावट को मापने में मदद कर सकता है

अगले 6 महीनों के लिए बाहरी कैमरा सिस्टम अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) ने एक दर्जन से अधिक विभिन्न सामग्री के नमूनों की तस्वीरें लीं, विस्तृत जानकारी एकत्र करते हुए शोधकर्ताओं को यह निर्धारित करने में मदद करने के लिए कि अंतरिक्ष की कठोर परिस्थितियां इन सामग्रियों को कैसे और क्यों प्रभावित करती हैं। अध्ययन किए जाने वाले मुद्दों में रंग परिवर्तन हैं जो अंतरिक्ष पर्यावरण के संपर्क में आने के कारण गिरावट का संकेत दे सकते हैं।

छवि MISSE-16 सामग्री के नमूनों में से एक, कार्बन फाइबर प्रबलित पॉलिमर (CFRP) को दिखाती है। छवि क्रेडिट: शॉन मैकनील, जीटीआरआई

इस अध्ययन का मुख्य लक्ष्य संरचनात्मक ताकत, रासायनिक संरचना और विद्युत चालकता जैसे भौतिक गुणों में परिवर्तन के साथ निम्न पृथ्वी कक्षा (एलईओ) एक्सपोजर के तहत होने वाले रंग परिवर्तनों को सहसंबंधित करना और यह निर्धारित करना है कि ये स्पेक्ट्रा कैसे व्यवहार करते हैं। बदल देना वैज्ञानिक और इंजीनियर दृष्टि से गिरावट का आकलन करने में सक्षम हो सकते हैं। LEO अंतरिक्ष वातावरण सामग्री को परमाणु ऑक्सीजन, पराबैंगनी प्रकाश और उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के हानिकारक प्रभावों के लिए उजागर करता है।

जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी रिसर्च इंस्टीट्यूट (जीटीआरआई) के वरिष्ठ शोध इंजीनियर एलेना प्लिस, जो एक बहु-संस्थागत शोध दल का नेतृत्व करते हैं, ने कहा: “उदाहरण के लिए, हम जानते हैं कि कैप्टन® पॉलीमाइड फिल्म, जो आमतौर पर ड्यूपॉन्ट में उपयोग की जाने वाली सामग्री है, अंतरिक्ष में इसकी चालकता को बदल देती है, लेकिन क्यों, इसे कैसे रोका जाए, या इसे कैसे रोका जाए? मैं जानना चाहूंगा कि क्या मैं इसका उपयोग कर सकता हूं। फ़ायदे।”

दृश्य और अवरक्त वर्णक्रमीय रेंज दोनों में पदार्थ की आवधिक इमेजिंग द्वारा अंतरिक्ष में ऑप्टिकल गुणों के साथ क्या होता है, इसकी गतिशील रिकॉर्डिंग, पूर्व और बाद के अंतरिक्ष जोखिम माप तक सीमित है अपने ज्ञान में बहुत सुधार करें। अनुसंधान दल पृथ्वी पर लौटाई गई सामग्री का व्यापक रूप से विश्लेषण करेगा ताकि यह बेहतर ढंग से समझ सके कि अंतरिक्ष क्षरण अन्य सामग्रियों के गुणों को कैसे प्रभावित करता है, और इस जानकारी का उपयोग दीर्घकालिक अंतरिक्ष मिशनों की योजना बनाने के लिए करें। का उपयोग करें।

“मैं अंतरिक्ष में पदार्थ को होने वाले नुकसान की गतिशीलता में दिलचस्पी रखता हूं,” प्रिस ने समझाया। “अब तक, हमारे पास अंतरिक्ष के प्रभावों का आकलन करने के लिए केवल दो डेटा बिंदु थे: मूल सामग्री जिसे हमने लॉन्च किया था और संचयी प्रभाव जो हम सामग्री के वापस आने पर देख सकते थे। इस प्रयोग को क्या अद्वितीय बनाता है?” सबसे अच्छी बात यह है कि हम देख सकते हैं समय के साथ होने वाली क्षति।”

जीटीआरआई के अलावा, शोध दल में वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशाला (एएफआरएल), नासा, एल पासो में टेक्सास विश्वविद्यालय और ड्यूपॉन्ट, एक बहु-उद्योग कंपनी, जिसका मुख्यालय विलमिंगटन, डेलावेयर में है, के शोधकर्ता शामिल हैं। MISSE) फ्लाइट फैसिलिटी रिसर्च को एजिस एयरोस्पेस इंक का भी समर्थन प्राप्त है, जो ISS पर MISSE प्लेटफॉर्म का मालिक है और उसका संचालन करता है।

प्रयोग द्वारा प्राप्त वर्णक्रमीय डेटा का विश्लेषण करके, पर्यवेक्षकों को आश्चर्य होता है कि क्या अंतरिक्ष का मलबा एक हल्के इन्सुलेटिंग कंबल से है या एक भारी सर्किट बोर्ड से है जो एक परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष यान को नुकसान पहुंचा सकता है। न केवल यह प्रयोग संरचनात्मक अखंडता का दूरस्थ रूप से आकलन करने का एक नया तरीका प्रदान करता है। सामग्री और अंतरिक्ष मलबे से जोखिम का आकलन, लेकिन यह इंजीनियरों को भविष्य के अंतरिक्ष यान को डिजाइन करने में भी मदद करता है। यह नई सामग्रियों का मूल्यांकन करने में भी मदद करता है जो नए विकल्प प्रदान कर सकते हैं

“उदाहरण के लिए, ड्यूपॉन्ट कैप्टन® एचएन पॉलीमाइड फिल्म का उपयोग अपोलो मिशन के बाद से किया गया है और यह सोने का मानक बन गया है,” पुलिस ने कहा। “लेकिन कई अन्य सामग्रियां हैं जो बेहतर गुणों की पेशकश कर सकती हैं, इसलिए हम देखेंगे कि उनमें से कुछ उदाहरण अंतरिक्ष से कैसे प्रभावित होते हैं।”

अध्ययन की जा रही कई सामग्रियों का उपयोग अंतरिक्ष यान प्रणालियों और चालक दल को कक्षा में होने वाले तीव्र तापीय परिवर्तनों के प्रभावों के साथ-साथ हानिकारक विद्युतीकरण प्रभावों से बचाने के लिए किया जाता है। MISSE-16 सामग्री चयन में विभिन्न प्रकार के पॉलीमाइड्स, लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर (LCPs), पॉलीहेड्रल ऑलिगोमेरिक सिलसेक्विओक्सेन (POSS), कार्बन और ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिमर, और पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (PET) पॉलिएस्टर फिल्में शामिल हैं।

नमूनों को रोबोटिक आर्म का उपयोग करके आईएसएस के बाहर रखा जाएगा और लगभग छह महीने के बाद उसी तरह से पुनः प्राप्त किया जाएगा। नमूने आईएसएस के तीन अलग-अलग विमानों पर रखे जाते हैं और अधिमानतः परमाणु ऑक्सीजन, पराबैंगनी प्रकाश और उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के संपर्क में आते हैं। लॉन्च किए गए स्पेसएक्स ड्रैगन कार्गो अंतरिक्ष यान द्वारा नमूने आईएसएस में लाए गए थे।

लंबे समय तक कक्षा में अवलोकन की सुविधा के लिए, एमआईएसएसई परीक्षण को कैमरों और प्रकाश प्रणालियों के साथ उन्नत किया गया है जो इन्फ्रारेड समेत व्यापक वर्णक्रमीय सीमा को कवर करते हैं, जो गिरावट के कुछ पहलुओं को देखने के लिए महत्वपूर्ण है। GTRI के नेतृत्व वाला प्रयोग समाप्त होने के बाद उन्नत हार्डवेयर MISSE इंस्ट्रूमेंटेशन का हिस्सा बना रहेगा।

एक इंच-दर-इंच नमूना अगले वसंत ऋतु में पृथ्वी पर वापस आने वाला है। अंतरिक्ष में प्रवाहित होने वाली सामग्रियों की जांच उनके क्षरण को समझने के लिए की जाती है और प्रयोगशाला में नकली अंतरिक्ष स्थितियों के संपर्क में आने वाले समान नमूनों की तुलना में की जाती है। कुल मिलाकर, नमूनों को दस अलग-अलग लक्षण वर्णन तकनीकों के अधीन किया जाता है, जिसमें परमाणु बल माइक्रोस्कोपी, प्रतिबिंब और अवशोषण ऑप्टिकल लक्षण वर्णन, और चार्ज ट्रांसफर माप शामिल हैं।

“हम सतह परिवर्तन और रासायनिक परिवर्तनों के लिए ऑप्टिकल गुणों को जोड़ने की कोशिश कर रहे हैं,” प्रिस ने कहा। “हम जमीनी प्रयोगों में इन परिवर्तनों और उनके पीछे की भौतिकी को समझने की उम्मीद करते हैं।”

2015 से सामग्री पर अंतरिक्ष जोखिम के प्रभावों का अध्ययन कर रहे प्रिस के लिए, अंतरिक्ष में अनुसंधान शुरू करना एक लंबी आवेदन और विकास प्रक्रिया का परिणाम था।

“मेरे लिए, सामग्री को जारी करना बहुत ही रोमांचक था,” उसने कहा। “मेरे शोध को अंतरिक्ष में भेजना और अंतरिक्ष से डेटा प्राप्त करना एक सपने के सच होने जैसा है।

चटनी: जॉर्जिया टेक