Neden üst düzey güçler, demir satma pahasına deneyler yapmak için uzaya gidiyor?
419. hoparlör Ai Fei'nin yaratıcısı
- Şangay Seramik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
- Uzay Malzemeleri Bilimi ve Deneysel Teknoloji Projesi Lideri
- Çin Bilimler Akademisi Uzay Üretim Teknolojisi Anahtar Laboratuvarı Müdür Yardımcısı
Geçtiğimiz 2018, tüm dünyadaki astronotlar için muhteşem bir yıldı.
Sadece ticari havacılığın ilk yılı değil 27 yıl sonra, bu yıl, insan uzay fırlatma sayısı bir kez daha 100 işaretini aştı ve en son 1991 yılına kadar izlenmesi gerekiyordu.
2018'de Çin'deki uzay fırlatma sayısı 39 katına çıktı ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki 34'ü ilk kez geride bıraktı.
Günümüzde pek çok insan, uzay yolculuğunun sadece dünyanın beşiğinden çıkmanın tek yolu olmadığını, bilinmeyen evreni keşfetme merakını tatmin etmek olmadığını anlıyor. Aslında, tüm insan ırkımızın nihai kaderini belirler.
Uzay laboratuvarında günlük yaşam
Geçtiğimiz birkaç on yıldaki uzay keşfi, yalnızca insan bilişinin sınırlarını büyük ölçüde genişletmekle kalmadı, dünyanın yaşamına fayda sağlayan birçok yeni icat topladı, aynı zamanda evrenin derinliklerine uçmak için bir dizi anahtar teknoloji biriktirdi.
Bunda, Uluslararası Uzay İstasyonu, uzayda sürekli bilimsel araştırmaların tipik bir temsilcisi ve ustasıdır. Aynı zamanda insanlığın sarayıdır. Uzayda asılı büyük boyutlu bir laboratuvar olarak düşünün.
Astronotlar bütün gün Uluslararası Uzay İstasyonunda hangi bilimsel deneylerle meşgul? İki tane daha canlı örnek verebilir.
Birincisi, uzayda uzun vadeli rasyon probleminin nasıl çözüleceği gibi bitki araştırması.
İkincisi, bazı yeni materyalleri sentezlemeyi ve insan yaşamını değiştirmeyi umarak özel uzay ortamını kullanan materyal araştırmasıdır.
Pek çok insan endişeli, neden malzeme bilimi deneyleri uzayda her şeyi yapıyor?
Bu resimler yerdeki yaygın fenomenler, kaldırma kuvveti, konveksiyon, çökme ve hidrostatik basınç.Bunların ana nedeni dünyanın yerçekimidir.Bu etkiler muhtemelen malzemelerin bileşiminde düzensizliğe, tabakalaşmaya ve kusurlara neden olabilir. , Nihai malzemenin kalitesi ve performansı çok iyi olmayacaktır.
Mesela sedimantasyon etkisi.Günlük hayatımızda kullandığımız şeylerin çoğu iki veya daha fazla elementten oluşuyor.Bunu yapmak için eritildiğinde ağır ve yoğun elementler aşağıya, hafif olanlar üste çıkıyor.Sonunda tüm malzeme aşağı yukarı oluyor. Düzensiz veya hatta tabakalı, dolayısıyla performansı çok iyi olmayacak.
Malzeme bilimcileri içgüdüsel olarak bu tür bir modelden nefret ederler, ancak zeminde bundan kaçınmak çoğu zaman zordur.En çok istedikleri yapısal model aslında biraz bu ejderha meyvesine benzer ve içindeki siyah noktalar eşit olarak dağılmıştır.
Uzayın mikro yerçekimi ortamında, nesne parçacıklarının asılı bir durumda olabileceğini biliyoruz, bu nedenle ejderha meyvesi benzeri yapının elde edilmesi kolaydır.
Ölümcül uzay neden en kıt kaynaktır?
Uzayın özel ortamı, özellikle maddi deneyler için yararlı olan büyük hazineleri içerir.
Uzay genel olarak yerden 100 kilometre uzakta olan bir dış uzayı ifade eder Carmen çizgisinin ötesinde uzayın özellikleri nelerdir?
İlki mikro yerçekimidir. İnsanların hissettiği yerçekimi, dünya yüzeyinden on binde biri, yüz binde biri veya hatta daha küçüktür.
İkincisi ultra yüksek vakum. Solunacak hava yok, bir buzdolabı boyutunda bulabileceğiniz şey sadece birkaç atom veya moleküldür.
Üçüncüsü süper temiz ve lekesiz. Yani temizlemeye gerek yok ve asla duman olmayacak.
Dördüncüsü güçlü radyasyondur. Atmosferin dışında, ultraviyole ışınları ve yüksek enerjili kozmik ışınlar çok ölümcüldür, bu yüzden bu güneş kremi veya başka bir şey sürerseniz kesinlikle yararsızdır.
Beşincisi aşırı düşük sıcaklıktır. Her dönüşte sıfırın altında 200 dereceden fazla, çok soğuk.
Bu bağlamda, atamız Su Shi, uzaya hiç gitmemiş olmasına rağmen haklı. "Qionglou Yuyu korkusu için, yükseklikler çok soğuk" diyen bir "Shui Tiao Ge Tou" ifadesi var.
Bu şekilde uzay çok tehlikeli değil mi? Bekleyemiyorum, neden hala hazine var?
Aslında bu Her son derece özel koşul, bilim ve teknolojinin keşfi için çok yararlıdır, ancak sahadaki sıradan teknik araçlara ulaşmak çok zordur.
On yıllardır, dünyanın en büyük havacılık güçleri, uzay kaynaklarının kullanımını ve geliştirilmesini aramak için uzayın komuta eden yüksekliklerini ele geçirdiler. Ancak uzayın çok özel koşullarında, bilim adamları yeteneklerini gösterebilir ve çeşitli yeni keşifler deneyebilirler.
Bugün, temel olarak uzayda malzeme sentezinin birçok faydası olduğunu anlayabiliriz, çünkü uzayın mikro yerçekimi altında, daha yüksek bütünlük, daha yüksek tekdüzelik, daha yüksek saflık ve daha büyük ölçek elde edilebileceği umulmaktadır. Malzeme örnekleri. Genel olarak konuşursak, malzemelerin kalitesi ve performansı uzayda zeminden daha iyidir.
dün Bugün Yarın
Uzayda ilk malzeme deneyi Sovyetler tarafından yapıldı.Amerikalılar aya ilk inişinden üç ay sonraydı. Ekim 1969'da Soyuz-6 uzay aracında metal kaynak deneyi yaptılar. Misyonun rozetidir.
İki yıl sonra Amerikalılar Apollo 14 üzerinde bir kompozit döküm deneyi yaptı. Bu onların ilk seferleri.
Çin olarak dokuzuncu geri çekilebilir uydu üzerinde ilk malzeme deneyini gerçekleştirmemizden önce 16 yıl geçecek. 1990'lar boyunca, uyduları kullanarak beş benzer deney yaptık.
Bu yüzyılın başında, Shenzhou 2 ve 3 uzay aracında bir dizi uzay kristali büyütme, gözlem ve malzeme sentezi deneyleri gerçekleştirdik, ardından Shenzhou 7 uzay aracında katı yağlayıcı malzemelerin uzay ortamı deneyini yaptık; Koloidal kristallerin malzeme büyütme deneyi Tiangong-1 üzerinde gerçekleştirildi.
En son 2016'da, Shishi-10 uydusu ve Tiangong-2 uzay laboratuvarı üzerinde Çin'deki en büyük ve en uzun materyal deneysel araştırmasını gerçekleştirdik.
Şimdiye kadar Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve Avrupa da uzay malzemeleri üzerine binlerce deneyi tamamladılar, bu nedenle bir bütün olarak ülkemiz uzayda çok az deney yaptı ve fırsat çok değerli.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nun inşası 1994'te başladı ve 16 ülkenin katılımıyla ancak 2011'de tamamlandı. Şu anda, Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, Avrupa ve Japonya, Uluslararası Uzay İstasyonunda çeşitli gelişmiş deneysel ekipmanlar kurdular, derinlemesine malzeme bilimi araştırmaları yaptılar ve çok şey kazandılar.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nun, insan bilim ve teknolojisinin ve büyük ölçekli inşaat projelerinin kristalleşmesi olduğu söylenebilir. Maalesef 2024'te emekli olacak.
Tiangong-2 laboratuvarının ardından bir uzay istasyonunun yapım aşamasına giren ülkemiz, şu anda yoğun bir şekilde tasarım ve geliştirme çalışmaları yürütüyor ve 2022 yılına kadar uzayda uçması bekleniyor.
İnşaat süremiz üç ila dört yıl olarak hesaplanıyor, bu da Çin'in hızını ve verimliliğini yansıtan Uluslararası Uzay İstasyonu'nun 17 yılından çok daha az.
Uluslararası Uzay İstasyonu 2024'te hizmet dışı bırakıldıktan sonra, Çin'in uzay istasyonu tüm uzaydaki tek uzay istasyonu olacak.
Ülkemizde yapılan en son deney Tiangong-2 Uzay Laboratuvarı'nda tamamlanmış olup deneyi gerçekleştirmek için kullanılan ekipmana Kapsamlı Deneysel Malzeme Cihazı adı verilmiştir.
Aslında üç erkek kardeş. Sözde Bagua simya fırını en büyük kardeştir ve bilimsel adı Material Experimental Furnace'dir ve biz ona "Ateş" lakabı verdik. Yüksek sıcaklıkta bir termal ortam sağlayabilir, çekirdek sıcaklığı çok yüksektir, malzeme deneyi içinde tamamlanır.
Bir de sistemin kontrolünün ve çalışmasının beyni olan materyal elektrik kontrol kutusu denen ikinci kardeşimiz var.
Üçüncü kardeş malzeme numune kuşağıdır. Bu, astronotlar tarafından örnekleri değiştirmek ve geri almak için kullanılır. "Keşif Kapsülü" olarak adlandırılır. Umarım astronotlar numuneleri alıp yerleştirdiğinde, kapsülü keşfetmek kadar kolay olur.
Bu, Shenzhou-3 uzay aracında hazırladığımız materyallerin sonuçlarından biri. Bu, bizmut silikat adı verilen sarı bir kristaldir.Üst yüzey zeminde büyütülür ve alt kısım uzayda büyür.Sağdaki fotoğraf mikroskop fotoğrafına karşılık gelir.Siyah renk malzemede bir kusur olduğunu gösterir.
Analiz yoluyla, uzayda büyüyen kristallerin, yerde büyüyen kristallerden daha düşük kusur yoğunluğuna ve daha iyi kristalliğe sahip olduğunu bulduk. Uzay kristalinin görünür ışık geçirgenliği, zemininkinden% 10 daha yüksektir.
Bu açıdan bakıldığında uzayda hazırlanan malzemelerin kalitesi ve performansı gerçekten daha iyi.
Bu alüminyum-nikel alaşımı denilen başka bir malzemenin sonucudur.Üst kısım uzayda, alt kısım zeminde hazırlanır ve enine kesit fotoğrafı sağda yer alır.
Alüminyum alaşımının uzaydaki yüzeyinin daha pürüzsüz olduğu ve iç kısmının daha düzgün ve yoğun olduğu, ki bu açıkça zemin malzemesinden daha iyi olduğu görülebilir.
Bir nesil malzeme, bir nesil ekipman, bir nesil ekipman ve ürünler
En temel malzeme olarak hayatımızı değiştiriyor. Örneğin, mevcut büyük boyutlu, yüksek kaliteli monokristal silikon aslında dönen manyetik alan teknolojisinin yanı sıra diğer bazı yeni yarı iletkenleri kullanıyor.
Ayrıca, hepsi uzayda yapılan deneylerin sonuçlarından yararlanan, zeminde geliştirilen çeşitli yeni tip süspansiyonlu ısıtma teknolojileri de vardır. Örneğin, yeni motorların yüksek sıcaklık türbin kanatları, yüksek performanslı termoelektrik enerji malzemeleri ve yüksek yuvarlaklıklı bilyalı rulman malzemeleri.
Yeni optik iletişim için malzemeler de var.
Hayal gücümüzü de cesurca kullanabiliriz ve gelecekte uzaydaki malzeme fabrikaları da böyle olabilir. Örneğin, malzemelerin 3 boyutlu baskısı ve ürünlerin üretimi doğrudan uzayda gerçekleştirilmekte ve çok faydalı bazı malzemeler özel uzay laboratuvarlarında üretilmektedir.
İnsanlar uzaya girmek istiyorlar.Gelecekte, malzeme ve yerinde imalat kullanılarak, belirli bir asteroid üzerine doğrudan bir malzeme fabrikasının kurulması tamamen mümkündür. Bunlar aslında her gece konuşulmuyor.
İnsan uygarlığının tarihi aslında malzemelerin evrimsel tarihidir . İlkel çanak çömlek kilinden gelişmiş yarı iletkenlere, ağır bronzlardan hafif grafene kadar hepsi nesiller arası malzeme üretim teknolojisi ve performans arayışına adanmıştır.
Bilim kurgudaki daha güçlü, daha hafif ve daha akıllı sihirli silahlar, kökenlerine ve özlerine dönerek, çoğunlukla maddi sorunlara işaret ediyor. Örneğin, Monkey King Monkey King'in arzulu altın çemberi, Kaptan Amerika'nın kalkanı, Thor'un Çekici, Wolverine'in pençeleri ve Örümcek Adam'ın süper örümcek ipeği vb. Maddi konulardır.
Bugün Musk tarafından temsil edilen ticari havacılık tüm hızıyla devam ediyor. Şu an olduğu gibi dünyanın ötesine hiç bakmadık ve alanımız ve geleceğimiz hakkında büyük merak doluyuz.
Uzayda sorular sormayı ve malzeme üretimi için nihai kodu elde etmek için büyük bir konsantrasyonla araştırma yapmayı dört gözle bekliyoruz. İnsan uygarlığı, malzemelerin sürekli iyileştirilmesi nedeniyle kesinlikle yeni bir çağa girecek.
Editör: Buraya gel
Redaksiyon: Qiqi
Yapıldı: Tiyatro tarzı konuşma, yaratıcılığı keşfedin
Daha heyecan verici içerik için lütfen makalenin sonundaki "Daha Fazla Bilgi" yi tıklayın.
