En una exitosa colaboración entre Graphene Flagship y la Agencia Espacial Europea, los experimentos de prueba de grafeno para dos aplicaciones diferentes relacionadas con el espacio han mostrado resultados extremadamente prometedores. En base a estos resultados, el Flagship continúa desarrollando dispositivos de grafeno para su uso en el espacio.
"Como sabemos, el grafeno tiene muchas oportunidades. Una de ellas, reconocida desde el principio, es las aplicaciones espaciales, y esta es la primera vez que se prueba el grafeno en aplicaciones similares al espacio, en todo el mundo", dijo el profesor Andrea FerrariUniversidad de Cambridge, Reino Unido, Oficial de Ciencia y Tecnología del Graphene Flagship.
Las excelentes propiedades térmicas de Graphene son prometedoras para mejorar el rendimiento de los tubos de calor de bucle, los sistemas de gestión térmica utilizados en aplicaciones aeroespaciales y satelitales. El grafeno también podría tener un uso en la propulsión espacial, debido a su ligereza y su fuerte interacción con la luz. El buque insignia de Grapheneprobé ambas aplicaciones en experimentos recientes en noviembre y diciembre de 2017.
El elemento principal del tubo de calor de bucle es la mecha metálica, donde el calor se transfiere de un objeto caliente a un fluido, que enfría el sistema. Se probaron dos tipos diferentes de grafeno en una colaboración entre el Microgravity Research Center, Université librede Bruxelles, Bélgica; el Centro de Grafeno de Cambridge, Universidad de Cambridge, Reino Unido; el Instituto de Síntesis Orgánica y Fotoreactividad y el Instituto de Microelectrónica y Microsistemas, ambos en el Consejo Nacional de Investigación de Italia CNR, Italia; y el socio de la industria Leonardo Spa, Italia, líder mundial en el sector aeroespacial, que opera en sistemas espaciales y fabricación de instrumentos de alta tecnología y en la gestión de servicios de lanzamiento y en órbita y servicios satelitales.
"Estamos apuntando a una mayor vida útil y una autonomía mejorada de los satélites y las sondas espaciales. Al agregar grafeno, tendremos un tubo de calor de bucle más confiable, capaz de operar de manera autónoma en el espacio", dijo el Dr. Marco Molina, Jefe TécnicoOficial de la línea de negocio espacial de Leonardo.
Después de excelentes resultados en pruebas de laboratorio, las mechas para las tuberías de calor de bucle se probaron en dos campañas de vuelo parabólico de la ESA en noviembre y diciembre. "Hemos realizado buenas pruebas en la tierra en el laboratorio, y ahora, por supuesto, porque las aplicaciones seránen los satélites, necesitábamos ver cómo funcionan las mechas en condiciones de baja gravedad y también en condiciones de hipergravedad, para simular el lanzamiento de un satélite ", agregó el profesor Ferrari.
"Fue increíble, la sensación es increíble y es extremadamente interesante hacer experimentos en este tipo de condiciones, pero también disfrutar de la zona de flotación libre. Toda la experiencia fue realmente genial", dijo Vanja Miskovic, estudiante de la Universidad Librede Bruxelles que realizó el experimento en microgravedad durante un vuelo parabólico operado por Novespace.
Los resultados del vuelo parabólico confirman las mejoras en la mecha, y el buque insignia continuará desarrollando los tubos de calor a base de grafeno hacia un producto comercial. "Creo que este es un muy buen ejemplo de cómo funciona el buque insignia.juntos tres socios académicos y una gran industria con un objetivo claramente definido para una aplicación ", dijo Vincenzo Palermo CNR, vicedirector del buque insignia de Graphene." En este momento, hemos probado el principio y el núcleo del dispositivo.El siguiente paso será optimizar todo el dispositivo y tener un tubo de calor completo que pueda entrar en un satélite ".
Probando el potencial de propulsión espacial de grafeno, un equipo de estudiantes de doctorado de la Universidad Técnica de Delft TU Delft, Países Bajos, participó en la campaña Drop Your Thesis! De la ESA, que ofrece a los estudiantes la oportunidad de realizar un experimento de microgravedad en la ZARM Drop Tower enBremen, Alemania. Para crear condiciones extremas de microgravedad, hasta una millonésima parte de la fuerza gravitacional de la Tierra, una cápsula que contiene el experimento se catapulta arriba y abajo de la torre de 146 metros, lo que lleva a 9.3 segundos de ingravidez. El Instituto Espacial TU Delft, Países Bajos,también brindó apoyo al proyecto GrapheneX.
El equipo, llamado GrapheneX, diseñó y construyó un experimento para probar el grafeno para su uso en velas solares, utilizando membranas de grafeno flotantes proporcionadas por Graphenea, socio de Flagship. La idea era probar cómo se comportarían las membranas de grafeno bajo presión de radiaciónde los láseres. En total, el experimento se realizó cinco veces durante el 13-17 de noviembre de 2017.
"Nuestro experimento es como un complejo 'mecanismo de relojería' donde cada componente tiene que funcionar sin problemas en el momento adecuado", dijo Rocco Gaudenzi, miembro del equipo de GrapheneX. "No sucede a menudo que tenga que construir taldesde cero, y no puedes probarlo en condiciones reales sino durante el lanzamiento ".
El equipo trabajó duro para que el experimento fuera exitoso. "A pesar de las dificultades técnicas iniciales, logramos descubrir rápidamente lo que estaba sucediendo, solucionar los problemas y volver a la pista. Estamos muy contentos con los resultados del experimento ya que¡observamos el movimiento inducido por láser de una vela ligera de grafeno, y lo más importante, tuvimos una gran experiencia! ", dijo Davide Stefani, miembro del equipo de GrapheneX.
Santiago J. Cartamil-Bueno, líder del equipo de GrapheneX, expresó que tanto la experiencia como los resultados fueron valiosos para el equipo. "La lección más importante es que siempre sucederá algo, y debe estar listo para adaptarse o cambiar", dijo." Creo que al final del día, se trata de la experiencia; solo necesitas crear nuevos desafíos y aprender de ellos, y estar listo para adquirir más experiencia y pasar al siguiente nivel ".
Aunque el experimento GrapheneX ya ha finalizado, el equipo está considerando realizar más pruebas como parte de un nuevo y ambicioso proyecto de investigación, para continuar explorando la influencia de la presión de radiación en las velas ligeras de grafeno.
Los resultados de los dos proyectos demuestran la versatilidad del grafeno y son el primer paso para expandir las fronteras de la investigación del grafeno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por buque insignia de grafeno . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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