يمكن للإشعاع الفضائي أن يلحق الضرر بالأقمار الصناعية – اكتشف فريقي أن مادة الجيل التالي يمكن أن تشفى ذاتيًا عند تعرضها للأشعة الكونية

يمكن للإشعاع الفضائي أن يلحق الضرر بالأقمار الصناعية - اكتشف فريقي أن مادة الجيل التالي يمكن أن تشفى ذاتيًا عند تعرضها للأشعة الكونية

يمكن للإشعاع الفضائي أن يلحق الضرر بالأقمار الصناعية اكتشف فريقي أن مادة الجيل التالي يمكن أن تشفى ذاتيًا عند تعرضها للأشعة الكونية

البيئة الفضائية قاسية ومليئة بالإشعاع الشديد. يحتاج العلماء الذين يقومون بتصميم المركبات الفضائية والأقمار الصناعية إلى مواد يمكنها تحمل هذه الظروف.

في ورقة بحثية نُشرت في يناير 2024، أظهر فريقي من الباحثين في مجال المواد أن مادة شبه موصلة من الجيل التالي تسمى بيروفسكايت هاليد المعدن يمكنها بالفعل استعادة وشفاء نفسها من الأضرار الإشعاعية.

تم اكتشافها عام 1839 والتي توجد بكثرة في القشرة الأرضية. فهي تمتص ضوء الشمس وتحوله بكفاءة إلى كهرباء، مما يجعلها مناسبة تمامًا للألواح الشمسية الفضائية التي يمكنها تشغيل الأقمار الصناعية أو الموائل الفضائية المستقبلية.

يصنع الباحثون البيروفسكايت على شكل أحبار، ثم يغطون الأحبار على ألواح زجاجية أو بلاستيكية، مما يؤدي إلى إنشاء أجهزة رقيقة تشبه الفيلم وخفيفة الوزن ومرنة.

ومن المثير للدهشة أن هذه الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة تؤدي أداءً مماثلاً لخلايا السيليكون الشمسية التقليدية في التجارب المعملية، على الرغم من أنها أرق بحوالي 100 مرة من الخلايا الشمسية التقليدية.

ذات صلة: الطاقة الشمسية الفضائية قد تكون خطوة أقرب إلى الواقع، بفضل هذا الاختبار الرئيسي (فيديو)

لكن هذه الأفلام يمكن أن تتحلل إذا تعرضت للرطوبة أو الأكسجين. ويعمل الباحثون والصناعة حاليًا على معالجة مخاوف الاستقرار هذه فيما يتعلق بالنشر الأرضي.

الأشعة الغامضة التي تطلق علينا من الفضاء – YouTube

شاهد

ولاختبار مدى قدرتها على الصمود في الفضاء، قام فريقي بتطوير تجربة إشعاعية. لقد قمنا بتعريض خلايا البيروفسكايت الشمسية للبروتونات في الطاقات المنخفضة والعالية على حد سواء، ووجدنا خاصية جديدة وفريدة من نوعها.

قامت البروتونات عالية الطاقة بشفاء الضرر الذي سببته البروتونات منخفضة الطاقة، مما سمح للجهاز بالتعافي ومواصلة أداء وظيفته. وأشباه الموصلات التقليدية المستخدمة في الإلكترونيات الفضائية لا تظهر هذا الشفاء.

لقد فوجئ فريقي بهذه النتيجة. كيف يمكن للمادة التي تتحلل عند تعرضها للأكسجين والرطوبة ليس فقط أن تقاوم الإشعاع القاسي للفضاء، بل أيضًا أن تشفى ذاتيًا في بيئة تدمر أشباه موصلات السيليكون التقليدية؟

في ورقتنا، بدأنا في كشف هذا اللغز.

لماذا يهم

ويتوقع العلماء أنه في السنوات العشر المقبلة، ستزداد عمليات إطلاق الأقمار الصناعية إلى مدار قريب من الأرض بشكل كبير، وتهدف وكالات الفضاء مثل وكالة ناسا إلى إنشاء قواعد على القمر.

المواد التي يمكنها تحمل الإشعاع الشديد والشفاء الذاتي ستغير قواعد اللعبة.

يقدر الباحثون أن نشر بضعة أرطال فقط من مواد البيروفسكايت في الفضاء يمكن أن يولد ما يصل إلى 10 ملايين واط من الطاقة. تبلغ تكلفة إطلاق المواد إلى الفضاء حاليًا حوالي 4000 دولار أمريكي للكيلوجرام الواحد (1818 دولارًا أمريكيًا)، لذا فإن المواد الفعالة مهمة.

ما لا يزال غير معروف

تسلط النتائج التي توصلنا إليها الضوء على جانب رائع من البيروفسكايت، وهو قدرتها على تحمل الضرر والعيوب. بلورات البيروفسكايت هي نوع من المواد الناعمة، مما يعني أن ذراتها يمكن أن تتحرك إلى حالات مختلفة يسميها العلماء الأنماط الاهتزازية.

عادة ما يتم ترتيب الذرات الموجودة في البيروفسكايت في شكل شبكي. لكن الإشعاع يمكن أن يخرج الذرات من مكانها، مما يؤدي إلى إتلاف المادة. قد تساعد الاهتزازات في إعادة وضع الذرات إلى مكانها، لكننا ما زلنا غير متأكدين تمامًا من كيفية عمل هذه العملية.

ماذا بعد؟

تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن المواد اللينة قد تكون مفيدة بشكل فريد في البيئات القاسية، بما في ذلك الفضاء.

قصص ذات الصلة:

لكن الإشعاع ليس هو الضغط الوحيد الذي تتعرض له المواد في الفضاء. لا يعرف العلماء حتى الآن كيف سيكون أداء البيروفسكايت عند تعرضه لظروف الفراغ والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة، إلى جانب الإشعاع، في وقت واحد. يمكن أن تلعب درجة الحرارة دورًا في سلوك الشفاء الذي شاهده فريقي، ولكننا سنحتاج إلى إجراء المزيد من الأبحاث لتحديد كيفية ذلك.

تخبرنا هذه النتائج أن المواد اللينة يمكن أن تساعد العلماء على تطوير تكنولوجيا تعمل بشكل جيد في البيئات القاسية. يمكن للأبحاث المستقبلية أن تتعمق أكثر في كيفية ارتباط الاهتزازات الموجودة في هذه المواد بأي خصائص ذاتية الشفاء.

موجز البحث عبارة عن نبذة قصيرة عن العمل الأكاديمي المثير للاهتمام.


تابعونا على أخبار جوجل


شارك الخبر

فيلم Interstellar يحصل على نسخة 4K UHD و Blu-ray الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة تحتفل سلسلة أفلام الفضاء الخارجي "إنترستيلار" للمخرج كريستوفر نولان بمرور 10 أعوام على صدورها الشهر المقبل، وما لم يكن اسمك نيل ديغراس تايسون أو براين كوكس، فقد لا تزال حائراً بعض الشيء بشأن كل نقاط الحبكة المتشابكة الكمومية وأجهزة السرد الإزاحي الزمني المقدمة في هذا الفيلم المذهل الذي صدر عام 2014. لا يستطيع أحد أن يجادل في أن نطاق الفيلم وتأثيراته البصرية وفهمه للكواكب الخارجية والثقوب السوداء شكل قصة مقنعة، وإن لم تكن غير قابلة للفهم، عن بحث البشرية عن منزل صالح للسكن بعد أن أصبحت أرضنا قاحلة. احتفالًا بالذكرى السنوية الـ 15 لفيلم Interstellar، ستطلق شركة Paramount Pictures Home Entertainment مجموعة جديدة محدودة الإصدار بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024، وهي مليئة بالعديد من الساعات من الميزات الخاصة والمقابلات والمقاطع القصيرة والمواد الترويجية والقصص المصورة ومقتنيات المهمة. قد يعجبك ذات صلة: شرح علم "إنترستيلار" (إنفوجراف) مجموعة جديدة من الأفلام الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar"! (حقوق الصورة: Paramount) وهنا الملخص الرسمي: "احتفل بمرور 10 سنوات مثيرة من فيلم ""إنترستيلر"" مع هذا الإصدار الفاخر الذي يضم حصريًا فيلم ""المستقبل الآن""، وهو فيلم قصير يلقي نظرة على هذه الملحمة التاريخية للمخرج الحائز على جائزة الأوسكار كريستوفر نولان (""أوبنهايمر""). يتولى فريق من الرواد المهمة الأكثر أهمية في تاريخ البشرية – لاكتشاف ما إذا كان للبشرية مستقبل بين النجوم. يلعب الممثل الحائز على جائزة الأوسكار ماثيو ماكونهي دور الطيار السابق الذي تحول إلى مزارع والذي أجبر على ترك عائلته والأرض المتدهورة خلفه، لقيادة رحلة استكشافية تسافر خارج هذه المجرة. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! "تتضمن هذه المجموعة المحدودة الفيلم الروائي الطويل بتقنية 4K Ultra-HD وBlu-ray، وقرص منفصل يحتوي على ميزات خاصة، ونسخًا طبق الأصل من خمسة أزياء، وخمس نسخ ملصقة مسرحية، وتسلسل قصص مصورة لم يسبق له مثيل من أرشيف المخرج." فيلم Interstellar – الإعلان الرسمي – YouTube شاهد على لقد قامت شركة Paramount Pictures Home Entertainment بعمل رائع في تحميل مجموعة الذكرى السنوية العاشرة هذه بكل قطعة يمكن تخيلها من هدايا BTS ودردشات المبدعين والمقاطع القصيرة التي تعتمد على قرص Blu-ray للفيلم. اطلع على القائمة الرائعة للمحتوى الإضافي والأفلام الوثائقية القصيرة المعبأة في هذا العرض الاستعادي للمسلسل المرموق: "المستقبل هو الآن: نظرة إلى الوراء على فيلم Interstellar" "استكشف تأثير فيلم Interstellar بعد مرور 10 سنوات من خلال مقابلات جديدة مع المخرج والمؤلف المشارك كريستوفر نولان، والمنتجة إيما توماس، والمنتج التنفيذي كيب ثورن، والمؤلف المشارك جوناثان نولان. من تطوير صور الثقب الأسود النبوية إلى تصميم الإنتاج الثوري لـ IMAX، يتم توفير سياق إضافي من قبل الزملاء والمعجبين بما في ذلك المخرج بيتر جاكسون (سيد الخواتم) والمخرج دينيس فيلنوف (الكثبان الرملية)." "داخل بين النجوم" "The Endurance" (1080p, 9:24): تصميم المركبة بحيث تشبه محطة الفضاء الدولية، مع مراعاة الوظيفة والاحتياجات الحقيقية في الاعتبار. كما تقدم جولة تفصيلية للجزء الداخلي. "التصوير في أيسلندا: كوكب ميلر/كوكب مان" (1080 بكسل، 12:42): نظرة على المواقع الأيسلندية التي حلت محل المناظر الطبيعية الغريبة في الفيلم والتحديات والفوائد التي قدمتها هذه المواقع. "الرينجر والمركبة اللاندر" (1080 بكسل، 12:20): جولات أخرى حول التصميمات الداخلية للمركبة بالإضافة إلى تفاصيل الوظيفة والتصميم والبناء. "المنمنمات في الفضاء" (1080 بكسل، 5:29): نظرة على استخدام نماذج بأحجام مختلفة ومبنية لأغراض مختلفة. "محاكاة انعدام الجاذبية" (1080 بكسل، 5:31): يتناول عمليات محاكاة غياب الجاذبية في الفيلم. "المعالم السماوية" (1080 بكسل، 13:22): فحص للتفاصيل العلمية والنظريات المستخدمة في جميع أنحاء الفيلم والتي تدفع القصة. "عبر كل الأبعاد والزمن" (1080 بكسل، 9:02): نظرة على نظرية وتصميم وتنفيذ أحد أهم العناصر المرئية في نهاية الفيلم. "الأفكار النهائية" (1080 بكسل، 6:02 دقيقة): يتحدث الممثلون وطاقم العمل عن الفيلم وآمالهم في أن يكون مصدر تأثير وإلهام للأجيال القادمة. "المقاطع الدعائية" (1080 بكسل): مقطع دعائي (1:52)، مقطع دعائي 1 (2:34)، مقطع دعائي 2 (2:35)، ومقطع دعائي 3 (2:29). فن صندوق الإصدار المحدود بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar". (حقوق الصورة: Paramount) قصص ذات صلة: من المقرر إطلاق "Interstellar 10th Anniversary Collector's Edition" بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024.