ابتكار مادة ثمينة قد تحمي سطح مركبات الفضاء

ابتكر فريقٌ من العلماء مادةً خفيفة الوزن ومقاومة للإشعاع، يمكن استخدامها ذات يوم، من أجل حماية مركبات الفضاء وحمولاتها المستخدمة في مهام البعثات العلمية، من الظروف القاسية في الفضاء الخارجي.

وتجدر الإشارة إلى أن عديدًا من أجزاء المركبات الفضائية تتكون من مواد بلاستيكية تحوي أليافًا كربونيةً، كما هو الحال في أرجل مروحية «إنجنيوتي» Ingenuity التابعة لوكالة «ناسا»، والتي كانت قد حطت على سطح المريخ. وتتسم هذه المواد البلاستيكية المُركبَّة المكونة من ألياف كربونية بخفة وزنها وقوتها، غير أن الإشعاع الفضائي يفضي إلى حدوث تشققات دقيقة في سطحها، وقد يؤدي تراكم الكهرباء الساكنة من جراء هذا الإشعاع الفضائي إلى إطلاق شرر يُتلف الأجهزة الإلكترونية المحمولة على متن المركبات الفضائية، والتي تحتوي على هذا البلاستيك. من هنا، تُستخدم صفائح الألومنيوم في الوقت الحالي لمقاومة هذا الإشعاع، لكنها تزيد من وزن المركبات الفضائية وتكاليف تصنيعها.

وسعيًا إلى حل هذه المشكلة، عمد ميكال ديلكواسكي، من جامعة سَرِي بالمملكة المتحدة، وفريقه البحثي إلى طلاء بعض من هذه المواد البلاستيكية المُركبة ذات الألياف الكربونية بطبقات تتناوب في ترتيبها بين مادتين، هما: بوليمر طارد للماء وطبقة من الكربون، تصطف ذراتها وفق نسق يشبه ذاك الذي يميز البنية البلورية للماس، بحيث يمتص هذا الحاجز الكربوني الإشعاع، فيما يساعد البوليمر الطبقات على الالتصاق ببعضها البعض ومواءمة شكل السطح المطلي.

وعلى عكس مواد الطلاء الأخرى المقترح استخدامها في هذا الصدد، فإن هذا النوع يكسو الألياف ويغلفها على نحو محكم، ليوفر بذلك حماية أفضل لها، ويحقق إضافة طفيفة للغاية إلى كتلة المَركَبات الفضائية. كذلك وجد الفريق البحثي أن تعرض هذه المواد البلاستيكية المُركَّبة، بعد طلائها، مرةً تلو الأخرى إلى ظروف محاكية لظروف الفضاء لم يفض إلى حدوث تلفيات بها، في حين تعرضت المركبات غير المطلية للتلف.

Sci. Adv. 9, eadd6947 (2023)