Ein Team von Ingenieurstudenten hat kürzlich einen Tischteilchenbeschleuniger namens LOKI entwickelt und getestet, um zu testen, was mit verschiedenen Materialien passiert, wenn sie von Mikrometeoroiden getroffen werden. Das in der besprochene Gerät International Journal of Student Project Reporting bietet einen innovativen Ansatz für kontrollierte Tests, der bei der Entwicklung von Raumfahrzeugen und Satelliten helfen könnte, die potenziellen Kollisionen mit Mikrometeoroiden und Weltraummüll ausgesetzt sind.
Sabine Fuierer vom Los Alamos National Laboratory in Los Alamos und Noah Manz, Michael Hargather und Paul Fuierer vom New Mexico Institute of Mining and Technology in Socorro, New Mexico, USA, erklären, dass LOKI winzige Partikel beschleunigen kann, um das typische Verhalten zu simulieren von Mikrometeoroiden. Das Gerät hat das Potenzial, diese Teilchen im Vakuum auf Geschwindigkeiten von bis zu fast Kilometern pro Sekunde zu beschleunigen, also fast 14.000 km/h.
Erste Tests der Studierenden haben gezeigt, dass sie Teilchengeschwindigkeiten von fast 12.000 km/h erreichen können. Sie nutzten Hochgeschwindigkeitsvideografie, um die Partikelgeschwindigkeiten zu überwachen und ihre Auswirkungen auf verschiedene Materialien zu beobachten, darunter Polyimid, das zur Raumabdeckung verwendet wird, und weit verbreitete Kunststoffmaterialien wie Acryl. Das Team beschreibt klassische Einschlagskrater, die durch ultraschnelle Kollisionen auf den Oberflächen dieser Testmaterialien entstehen.
Das Team geht davon aus, dass LOKI aufgrund seiner Praktikabilität, Flexibilität und Kosteneffizienz zu einem nützlichen Werkzeug für diese Art von Forschung werden könnte. Tatsächlich gehen sie davon aus, dass die Kosten pro Test nur 200 US-Dollar betragen würden. Es sollte es Forschern ermöglichen, die Auswirkungen von Mikrometeoriteneinschlägen auf Luft- und Raumfahrtmaterialien zu bewerten, die in Weltraumanwendungen, einschließlich der Weltraumforschung, verwendet werden sollen. Das Team weist darauf hin, dass in einem einzigen Experiment mehrere Einschlagstellen mit geeigneten Abständen getestet werden können, was der erforderlichen statistischen Analyse zugute kommt.
Mehr Informationen:
Sabine Fuierer et al., Design eines explosiven Mikropartikelbeschleunigers zur Simulation von Mikrometeoriteneinschlägen im Weltraum, International Journal of Student Project Reporting (2023). DOI: 10.1504/IJSPR.2023.134223