Penn inžinieriai sukūrė daugiasluoksnį Mylar izoliatorių būsimoms Mėnulio bazėms
Pensilvanijos universiteto inžinieriai sukūrė perspektyvų šilumos izoliatorių būsimoms Mėnulio bazėms iš šimtų Mylar plėvelės lakštų. Ši plona plėvelė naudojama blizgiose termo antklodėse maratonininkams, o NASA ja buvo dengusi ir įvairias kosminių aparatų dalis, įskaitant Apollo nusileidimo modulių pagrindą.
Konstrukcija pavadinta HyLIFS – hibridinėmis sluoksninėmis izoliacinėmis krūvomis. Ji aprašyta žurnale ACS Applied Materials & Interfaces.
Mėnulyje dieną temperatūra siekia apie 127 C, naktį nukrinta žemiau -153 C, o nuolat užtemdytuose poliariniuose krateriuose – iki -233 C. Tokiomis sąlygomis izoliacija yra būtina, tačiau efektyviausi izoliatoriai dažnai būna pernelyg trapūs.
Aerogeliai, naudojami NASA marsaeigiams, daugiausia sudaryti iš tuštumos ir yra jautrūs mechaniniams pažeidimams. Įprasta daugiasluoksnė izoliacija iš atspindinčių plėvelių su tarpikliais gerai slopina šilumos spinduliavimą, tačiau lengvai plyšta ir neatlaiko apkrovų.
HyLIFS sluoksniai surenkami rankomis, lakštas po lakšto. Dalis plėvelių padengiama itin plonu aliuminio oksido sluoksniu, kad taptų standesnės. Tyrėjų teigimu, sluoksniai tokie lengvi, kad net kvėptelėjus šalia jų jie gali išsisklaidyti.
Vakuume, suspaudus mėginius taip, kaip jie būtų suspausti gyvenamajame modulyje, kuriame viduje palaikomas atmosferos slėgis, geriausi pavyzdžiai parodė šilumos laidumą, prilygstantį aukštos klasės vakuuminiams izoliatoriams, ir kartu išliko lankstūs.
Vėliau mėginiai buvo spaudžiami iki 20 MPa – tai maždaug 91 kilogramas, sutelktas į piršto galiuko plotą. Krūvos atlaikė dešimt tokių ciklų iš eilės neprarasdamos šiluminių savybių.
Tyrime svarbiu veiksniu tapo komerciniame Mylar naudojamos mikroskopinės antiadhezinės dalelės, kurios neleidžia plėvelei sulipti pačiai su savimi. Modeliavimas ir eksperimentai parodė, kad vakuume šiluma tarp lakštų perduodama būtent šių dalelių sąlyčio taškuose.
Dėl to ploniausios plėvelės neįgijo pranašumo: daugiau kontaktų reiškė daugiau kelių šilumai sklisti, todėl vidutinio storio padengta plėvelė veikė ne prasčiau. Tyrėjai dabar gali tikslingai parinkti šių dalelių dydį ir tankį.
Kol kas HyLIFS pavyzdys yra vos kvadratinio centimetro dydžio, o jo rankinis pjovimas ir surinkimas trunka valandas. Gyvenamiesiems moduliams reikėtų metrinių lakštų, todėl komanda tikisi pritaikyti nepertraukiamą didelių Mylar ritinių padengimą. Jei savybės išliks ir gaminant ritiniais, tokia izoliacija galėtų būti naudojama Mėnulio moduliuose, skafandruose ir roveriuose.
