Jedním z hlavních úkolů, kterým momentálně prochází jednotlivé prvky mise BepiColombo na kosmodromu v Kourou, je instalace mnohavrstvých tepelně izolačních fólií a přišívání teplotně odolných pokrývek na sondu MPO (Mercury Planetary Orbiter). Izolace má za úkol chránit sondu před extrémními tepelnými podmínkami, kterým bude čelit na oběžné dráze kolem Merkuru. Zatímco tradiční vícevrstvé izolace vypadají jako kdyby byly pozlacené, bude mít vrchní izolace sondy MPO jasně bílou barvu, která vynikne na přiloženém snímku.
Izolace je mnohovrstvá a dohromady váží všechny vrstvy na sondě 94 kilogramů. „V případě MPO je její síla cca 65 mm a skládá se z 2 vrstev Nextelu (tkanina z keramických vláken), 11 vrstev hliníkové fólie, 26 vrstev pohliníkovaného Upilexu (polyamid) a 10 vrstev pohliníkovaného Mylaru (PET). Vrstvy jsou dále prokládány Kaptonem (polyimid) a distančními sloupky ze sklolaminátu rozděleny do 4 skupin,“ popisuje Michal Václavík z České kosmické kanceláře. Jelikož svrchní tkanina není elektricky vodivá, musí se k řízení elektrostatického náboje na povrchu sondy použít vodivé drátky, které se prošijí skrz vnější vrstvu každých deset centimetrů. Okraje této vnější pokrývky jsou po instalaci na sondu ručně sešité, jak je vidět na přiložené fotce.
Zdroj: http://www.esa.int
Strana sondy, kterou vidíme na fotce a na které pracuje inženýr, bude během vědecké fáze vždy otočena k povrchu Merkuru. Najdeme zde proto senzory celé řady vědeckých přístrojů – od kamer přes spektrometry až po laserový výškoměr a částicový analyzátor. Na této straně také najdeme konstrukci, s pomocí které se sonda MPO připojí k přeletovému modulu během několikaleté cesty meziplanetárním prostorem.
Na fotce si můžete všimnout i radiátoru, který bude ještě opatřen konstrukcí, ze které bude odpadní teplo vyzařováno pryč přesně daným směrem. Díky tomu bude moci sonda prolétávat velmi nízko nad horkým povrchem Merkuru. Teplo z palubních přístrojů a systémů společně s žárem ze Slunce a Merkuru, které se dostane dovnitř, bude zachyceno systémem teplovodných trubic a dovedeno do radiátoru, kde se jej sonda zbaví.
Na fotce jste si určitě všimli také oválných tvarů – ty odpovídají sledovačům hvězd, které se používají k orientaci. V horní části je vidět spektrometr, který je ještě připojený k pozemnímu vybavení. Na zadní části této strany můžete vidět i složené rameno magnetometru, které nyní také dostane několik vrstev tepelné izolace.
Zdroje informací:
http://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
http://sci.esa.int/…/BepiColombo_MPO_instruments_view2_20170704.jpg
http://www.esa.int/…/17546636-2-eng-GB/Hand-sewn_insulation_blankets.jpg
„Bílá látka je vyrobená z křemičitých vláken“. Tomu tak není, resp. pouze při velmi velmi obecném přiblížení, které tady v tomto případě snižuje onu úžasnou funkci MLI. Vysokoteplotní izolace pro MPO je, tak jak je v kosmonautice obvyklé vícevrstvá. V případě MPO je její síla cca 65 mm a skládá se z 2 vrstev Nextelu (tkanina z keramických vláken), 11 vrstev hliníkové fólie, 26 vrstev pohliníkovaného Upilexu (polyamid) a 10 vrstev pohliníkovaného Mylaru (PET). Vrstvy jsou dále prokládány Kaptonem (polyamid) a distančními sloupky ze sklolaminátu rozděleny do 4 skupin. Celkem je hmotnost vysokoteplotní izolace na MPO 94 kg.
Díky moc, doplním to do článku.
děkuji za článek i informaci, neb aby bylo jasno, oceňuji nejvíce právě „tvrdší“ články, protože mne nutí domýšlet a hledat vše mně neznámé a nečekané.
A protože ďábel v je detailu a moc si nedokáži změť vrstev a odsazení představit…. Mohl by mi někdo, odhodlaný k boji s větrnými mlýny,průřez těmi 65 mm, třeba obrázkem či funkcí přiblížit ? (tedy jak a proč se namíchal tento koktejl?) neřkuli co znamená „distanční sloupek“ čtyř různých skupin a co, či k čemu je prošití k řízení elekrostatického náboje na povrchu sondy (laicky jsem se přestavil jsem si faradayovu klec.. ale jistě to bude o něčem jiném že?)
To jsou velmi dobré otázky, avšak pro dobré pochopení vyžadující jistý znalostní základ a také čas na probrání. Doporučuji tedy zastavit se v zimním semestru na ÚLT FS ČVUT, kde vyučujeme předmět „Kosmické systémy“ (https://kos.fs.cvut.cz/synopsis/2221216), konkrétně na část „Regulace teploty“, kde se dané problematice věnujeme 4 hodiny. Po dohodě s vyučujícím může na přednášku přijít prakticky kdokoli, takže se v případě zájmu neváhejte ozvat. Řez tepelnou ochranou MPO jsem nahrál tady
. Kombinace několika druhů materiálů je z důvodu dosažení vhodných chemických, mechanických, elektrických vlastností tepelné izolace jako celku, kde by jednotlivé materiály samostatně neobstály. Navíc v tomto případě funguje izolace také jako ochrana proti dopadu mikrometeoroidů (konstrukčně jako Whippleho štít). Sonda se navíc při pohybu kosmickým plazmatem nabíjí a může dojít k poškození palubní elektroniky případně ovlivnění vědeckých měření. V případě BepiColombo je tento problém rozšířen ještě o použití iontových motorů.
Děkuji za odpověď i vstřícnost, obrázek dává mnohem lepší představu jak je to navrstveno. A jistě mi dáváte další vážný důvod z mého regionu začít vejletit do Prahy, neboť skvělé přednášky Vaše i jiných vašich zasvěcených kolegů, zveřejněné na Youtube, začínají docházet.
překlep: „Vrstvy jsou dále prokládány Kaptonem (polyamid)“
Kapton je polyimid.
Každopádně děkuji za skvělý článek.
Díky, opraveno.
Jen pro upřesnění Kapton je polyimid a ne polyamid. Je to polymer s extrémní tepelnou stabilitou. Na Zemi se používá mj. jako podložka pro domácí 3D tisk. Více zde:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Polyimide
Díky, opraveno.