Prehistorický jeskynní pigment bude stínit sondu ESA Solar Orbiter
Pigment, který byl kdysi namazaný do prehistorických jeskynních maleb, bude chránit misi ESA a NASA Solar Orbiter před slunečním zářením. Za pomoci moderní technologie bude prach ze spálených kostí aplikovaný na titanový tepelný štít sondy.
Solar Orbiter je připravovaný na start v roce 2017, přičemž ponese portfolio přístrojů, které budou provádět sledování naší mateřské hvězdy ve vysokém rozlišení ze vzdálenosti pouhých 42 miliónů kilometrů: to je jen o trochu více, než je čtvrtina vzdálenosti Země-Slunce.
Observatoř bude pracovat s přímým výhledem na Slunce a bude muset vydržet třináctinásobek intenzity slunečního záření, které je u Země. To znamená, že její teplota dosáhne až 520 stupňů Celsia.
„Vlastní konstrukci sondy bude schránit několikavrstvý tepelný štít o rozměru 3,1 krát 2,4 metru,“ vysvětluje bezpečnostní technik mise Solar Orbiter Pierre Olivier.
„A přístroje Solar Orbiteru budou pracovat na konci ‘průchodů’ skrze štít; některé budou pod ochrannými kryty z berylia nebo skla.“
Už v roce 2010 během plánovací fáze A se materiáloví specialisté ESA zaměřili na to, co bude mise schopná dosáhnout se stávajícími výrobními metodami a materiály.
„Brzy jsme ale identifikovali problém s požadavky na konstrukci tepelného štítu,“ vysvětluje specialista na technologie materiálů Andrew Norman.
„Protože při absorbování slunečního záření se toto konvertuje do infračerveného záření, které je vyzařováno zpět do vesmíru, potřebuje si povrchový materiál zachovat své konstantní tepelně-optické vlastnosti – tedy udržet si stejnou barvu navzdory vystavení extrémnímu infračervenému záření po dlouhé roky.“
„Přitom si štít nemůže dovolit jakékoliv odpadávání materiálu nebo jeho odpařování, protože by to představovalo riziko pro znečištění vysoce citlivých přístrojů sondy Solar Orbiter.“
„A navíc nesmí dojít k nabití štítu statickou elektřinou ze slunečního větru, protože ta by mohla vyvolat pro mnohé přístroje nebezpečný elektrický výboj.“
Původní volba – tkanina z uhlíkových vláken – byla zavržena. Namísto toho začal tým hledat vhodný materiál mimo kosmický průmysl.
Lékařské řešení
Nakonec bylo nalezeno v podobě irské firmy Enbio a její technologie CoBlast, která byla původně vyvinuta k nanášení tenkých vrstev na lékařské implantáty z titanu.
„Proces je vhodný pro reaktivní kovy jako je titan, hliník a nerezová ocel, které mají povrchovou oxidační vrstvu,“ komentuje výkonný ředitel společnosti Enbio John O’Donoghue.
„Na povrch materiálu stříkáme abrazivní materiál, který povrchovou oxidační vrstvu odstraní, ale zároveň – jak název CoBlast naznačuje – nanášíme druhý materiál s charakteristikami, které potřebujeme. Ten pak tvoří novou vrstvu nahrazující onu odstraňovanou.“
„Velkou výhodou tohoto je, že nová vrstva je svázaná s materiálem namísto toho, aby byla jen natřená či jinak nanesená. Prostě se stává součástí kovu – když s ním manipulujete, nemusíte se bát, že vám od ní zůstanou ušpiněné ruce.“
Materiál, který hodlá Enbio nanášet na svrchní vrstvu štítu z titanu na několikavrstvém tepelném štítu sondy Solar Orbiter je nazývaný „Sluneční černá“ – typ černého vápenatého fosfátu zpracovaného z popela vzniklého spálením kostí.
