با توجه به خواص منحصر به فرد نانو لوله‌های کربنی، از جمله وزن کم و استحکام بالا، ناسا قصد دارد این مواد را برای ساخت و تجهیز سامانه‌های فضایی به کار بگیرد. در سال جاری آزمایش‌هایی برای استفاده‌ی این مواد در ساخت سخت افزارهای پروازی ناسا انجام شده است. برای اطلاع از این فعالیت‌ها با مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

نانو لوله‌های کربنی لوله‌های کوچک تو خالی با قطر ۰٫۷ تا ۵۰ نانومتر هستند. طول این لوله‌ها عموما چند ده میکرومتر است. این لوله‌ها با این که اندازه‌ی بسیار کوچکی دارند اما دارای بهترین ویژگی‌ها هستند. برای نمونه، این مواد بسیار سبک هستند و استحکام بالایی دارند. با این مواد می‌توان به استحکامی ۲۰۰ برابر استحکام فولاد و قابلیت کشسانی ۵ برابر آن دست یافت. همچنین این مواد رسانایی گرمایی و الکتریکی بالایی دارند.

کاهش جرم، بهبود عملکرد

اکنون جای تعجب نیست که مدیریت ماموریت فناوری فضایی ناسا (STMD) به استفاده از فناوری نانو علاقه‌مند است. این فناوری می‌تواند با کاهش جرم، عملکرد سامانه‌های هوافضا را بهبود دهد. برای نمونه، تجزیه و تحلیل‌های مدل‌سازی‌های رایانه‌ای ناسا نشان داده است که کامپوزیت‌هایی که با استفاده از نانو لوله‌های کربنی تقویت شده‌اند می‌توانند تا ۳۰ درصد وزن کلی یک وسیله‌ی پرتاب (launch vehicle) را کاهش دهند.

Michael Meador، که مسئول برنامه ریزی برای مواد سبک وزن و تولید ناسا در اوهایو (Ohio) است، توضیح می‌دهد «هیچ فناوری نمی‌تواند تا این اندازه بر روی کاهش جرم وسایل پرتاب تاثیر داشته باشد.»

آزمایش پرواز

سخت افزارهایی که به زودی به پرواز در خواهند آمد، خواص کشسانی تانک‌های کامپوزیتی را که بر پایه‌ی فیبرهای ساخته شده از نانو لوله‌های کربنی تولید شده‌اند، آزمایش خواهند کرد. هدف این آزمایش مقایسه‌ی خواص کشسانی این مواد با کامپوزیت‌های رایج ساخته شده از فیبرهای کربنی اپوکسی است. برای نمونه در ۱۶ می ۲۰۱۷ یک مخزن فشار کامپوزیتی (COPV) با کمک یک موشک صوتی از ناوگان پرواز Wallops ناسا واقع در ویرجینیا (Virginia) به آسمان پرتاب شد.

Meador توضیح داد «ما قصد داریم این مخزن را به عنوان بخشی از سامانه‌ی رانش گاز سرد (cold-gas) به کار ببریم. این نخستین بار است که یک کامپوزیت بر مبنای نانو لوله‌های کربنی در یک پرواز مورد آزمایش قرار گرفته‌اند.»

آمادگی برای پرتاب مخزن فشار تولید شده با استفاده از نانو لوله‌های کربنی

همکاری ناسا با صنعت

ناسا در حال همکاری با شرکت Nanocomp در New Hampshire است تا الیاف و ورق‌هایی از جنس نانو لوله‌های کربنی تولید کند. آن‌ها با همکاری آژانس فضایی در حال توسعه‌ی روش‌های ساخت و تولید مخزن‌های فشار هستند. Meador افزود «هدف ما توسعه‌ی کامپوزیت‌هایی با استحکام بالاست که از الیاف نانو لوله‌های کربنی ساخته شده است. افزون بر این، ما می‌خواهیم عملکرد این مواد را در ساخت یک قطعه‌ی واقعی در یک آزمایش پروازی بررسی کنیم. آزمایش این مخزن فشار به ما نشان خواهد داد که آیا نانو لوله‌های کربنی آمادگی لازم برای به کار گرفته شدن در ماموریت‌های آینده‌ی ناسا را دارند یا خیر.»

آزمایش استحکام مواد برای استفاده در سامانه‌های پروازی

بیشتر بخوانید:

>>MIT با استفاده از چاپ سه بعدی مواد پلاستیکی موتور راکت ساخته است!

>>تلاش ناسا برای پرورش گیاهان در فضا

منبع: nasa

استفاده و بازشر این نوشتار تنها با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.