अंतरिक्ष में काम करने और रहने की सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है विकिरण द्वारा उत्पन्न खतरा। सौर और ब्रह्मांडीय किरणों के अलावा, जो अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं, वहाँ भी आयनकारी विकिरण है जो आपके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए खतरा है। इसके लिए यह आवश्यक है कि सभी अंतरिक्ष यान, उपग्रह और अंतरिक्ष स्टेशन जिन्हें कक्षा में भेजा जाता है, उन सामग्रियों का उपयोग करके परिरक्षित किया जाए जो अक्सर काफी भारी और / या महंगी होती हैं।
विकल्प बनाने की तलाश में, इंजीनियरों की एक टीम विकिरण परिरक्षण के उत्पादन के लिए एक नई तकनीक के साथ आई जो मौजूदा तरीकों के साथ हल्के और अधिक लागत प्रभावी है। गुप्त संघटक, उनके हाल ही में प्रकाशित शोध के अनुसार, धातु ऑक्साइड (उर्फ जंग) है। इस नई विधि में कई अनुप्रयोग हो सकते हैं और स्पेस लॉन्च और स्पेसफ्लाइट से जुड़े खर्चों में भारी गिरावट हो सकती है।
शोध दल का अध्ययन ऑनलाइन दिखाई दिया और इसे वैज्ञानिक पत्रिका के जून 2020 के अंक में शामिल किया जाएगा विकिरण भौतिकी और रसायन विज्ञान। अध्ययन माइकल डीवानजो द्वारा लॉकहीड मार्टिन स्पेस में एक वरिष्ठ सिस्टम इंजीनियर, और उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी में परमाणु इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट प्रोफेसर रॉबर्ट बी। हैस द्वारा आयोजित किया गया था।
सीधे शब्दों में कहें, आयनिंग विकिरण परमाणुओं और अणुओं पर ऊर्जा को जमा करता है जिसके साथ यह इंटरैक्ट करता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को खो दिया जाता है और आयन पैदा करते हैं। पृथ्वी पर, इस प्रकार का विकिरण एक मुद्दा नहीं है, पृथ्वी के सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र और घने वातावरण के लिए धन्यवाद। अंतरिक्ष में, हालांकि, आयनियोजन विकिरण बहुत आम है और तीन स्रोतों से आता है - गेलेक्टिक कॉस्मिक किरणें (जीसीआर), सौर भड़कना कण, और पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (उर्फ वान एलन बेल्ट)।
इस प्रकार के विकिरण से बचाने के लिए, अंतरिक्ष एजेंसियां और वाणिज्यिक एयरोस्पेस निर्माता आमतौर पर धातु के बक्से में संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को संलग्न करते हैं। जबकि सीसा या घटिया यूरेनियम जैसी धातुएँ सबसे अधिक सुरक्षा प्रदान करती हैं, इस तरह के परिरक्षण से अंतरिक्ष यान में महत्वपूर्ण मात्रा में भार जुड़ जाएगा।
इसलिए एल्यूमीनियम बक्से को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि माना जाता है कि वे ढाल के वजन और उसके संरक्षण के बीच सबसे अच्छा व्यापार प्रदान करते हैं। जैसा कि प्रो। हेस ने बताया, उन्होंने और देवान्ज़ो ने उन सामग्रियों की जांच करने की मांग की जो बेहतर सुरक्षा प्रदान कर सकें और अंतरिक्ष यान के समग्र वजन को कम कर सकें:
"हमारे दृष्टिकोण का उपयोग विकिरण परिरक्षण के समान स्तर को बनाए रखने और 30% या उससे अधिक वजन कम करने के लिए किया जा सकता है, या आप एक ही वजन बनाए रख सकते हैं और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले परिरक्षण तकनीकों की तुलना में 30% या उससे अधिक परिरक्षण में सुधार कर सकते हैं।" किसी भी तरह से, हमारा दृष्टिकोण परिरक्षण द्वारा उठाए गए स्थान की मात्रा को कम करता है। ”
जिस तकनीक और डेवेंजो को विकसित किया गया है, वह पाउडर ऑक्सीडाइज्ड धातु (जंग) को एक बहुलक में मिलाने पर निर्भर करता है और फिर इसे एक सामान्य कोटिंग में शामिल कर लेता है जो बाद में इलेक्ट्रॉनिक्स पर लागू होता है। धातु पाउडर की तुलना में, धातु आक्साइड कम परिरक्षण की पेशकश करते हैं, लेकिन कम विषाक्त भी होते हैं और समान विद्युत चुम्बकीय मुद्दों को नहीं करते हैं जो अंतरिक्ष यान के इलेक्ट्रॉनिक्स में हस्तक्षेप कर सकते हैं। DeVanzo के रूप में समझाया:
"विकिरण परिवहन गणना से पता चलता है कि धातु ऑक्साइड पाउडर का समावेश एक पारंपरिक ढाल के बराबर परिरक्षण प्रदान करता है। कम ऊर्जा में, धातु ऑक्साइड पाउडर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए गामा विकिरण दोनों को 300 के कारक और न्यूट्रॉन विकिरण को 225% तक कम कर देता है। "
"उसी समय, कोटिंग एक परिरक्षण बॉक्स की तुलना में कम भारी है," हेस ने कहा। "और कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन में, ऑक्साइड कोटिंग का सबसे खराब प्रदर्शन अभी भी उसी वजन के पारंपरिक ढाल की तुलना में 30% अधिक विकिरण को अवशोषित करता है। शीर्ष पर, शुद्ध धातु की समान मात्रा की तुलना में ऑक्साइड कण बहुत कम खर्चीला है। ”
अंतरिक्ष-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स के वजन और लागत को कम करने के अलावा, यह नया तरीका संभावित रूप से अंतरिक्ष मिशन पर पारंपरिक परिरक्षण की आवश्यकता को कम कर सकता है। आगे देखते हुए, DeVanzo और Hayes ठीक-ठाक बने रहेंगे और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अपनी परिरक्षण तकनीक का परीक्षण करेंगे और उद्योग भागीदारों को उद्योग के उपयोग के लिए प्रौद्योगिकी विकसित करने में मदद करने के लिए देख रहे हैं।
