แอโรเจลคาร์บอนที่มีรูพรุนอาจขับเคลื่อนภารกิจบนดาวอังคารในอนาคต

แอโรเจลคาร์บอนที่มีรูพรุนอาจขับเคลื่อนภารกิจบนดาวอังคารในอนาคต

วัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาที่มีอากาศมากกว่า 99% สามารถพิสูจน์ได้ว่ากุญแจสำคัญในการขับเคลื่อนภารกิจอวกาศในอนาคต วัสดุที่เรียกว่า คาร์บอนที่มีรูพรุนประกอบขึ้นเป็นอิเล็กโทรดของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่พัฒนาโดยนักวิจัย ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก และ ห้องปฏิบัติการแห่ง ชาติความสามารถของอุปกรณ์ในการทำงานในอุณหภูมิที่เย็นจัดสามารถทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่ดีสำหรับการสำรวจขั้วโลก

บนโลก

ยานอวกาศหลายลำต้องการระบบทำความร้อนเพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ยกตัวอย่างเช่น เพิ่งเริ่มภารกิจระยะเวลา 2 ปีเพื่อค้นหาสัญญาณของจุลินทรีย์โบราณบนดาวอังคาร ซึ่งอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ –62 °C และลดลงต่ำกว่า –125 °C ในฤดูหนาว เครื่องทำความร้อนบนเครื่องบินช่วยรักษา

อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ของยานโรเวอร์ไม่ให้แข็งตัว แต่เครื่องทำความร้อนและแหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับจ่ายพลังงานให้อิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มน้ำหนักให้กับน้ำหนักบรรทุกของยานอวกาศ ระหว่างตัวเก็บประจุและแบตเตอรี่ในการประนีประนอมระหว่างความเร็วในการชาร์จ/คายประจุและความจุ

ในการกักเก็บพลังงาน ตัวเก็บประจุซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ หรือที่แม่นยำกว่านั้นก็คือตัวเก็บประจุไฟฟ้าสองชั้นหรือตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมี ซึ่งอยู่ระหว่างแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริก แม้ว่าจะเก็บประจุได้น้อยกว่าแบตเตอรี่ แต่ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ก็ยังดีกว่าตัวเก็บประจุทั่วไปในแง่นี้ 

เนื่องจากอิเล็กโทรดที่มีรูพรุนซึ่งมีพื้นที่ผิวกว้างหลายตารางกิโลเมตร เลเยอร์สองชั้นที่ก่อตัวขึ้นที่ส่วนต่อประสานอิเล็กโทรไลต์กับอิเล็กโทรดของอุปกรณ์ดังกล่าว เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติม จะเพิ่มปริมาณประจุที่สามารถจัดเก็บได้ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ยังมีข้อได้เปรียบเหนือแบตเตอรี่ 

สามารถชาร์จและคายประจุได้ภายในไม่กี่นาที ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ที่ใช้เวลาเป็นชั่วโมง พวกมันยังมีอายุขัยที่ยาวนานกว่ามาก โดยอยู่ได้เป็นล้านๆ รอบแทนที่จะเป็นพันๆ รอบ และแตกต่างจากแบตเตอรี่ซึ่งทำงานผ่านปฏิกิริยาเคมี ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เก็บพลังงานในรูปของไอออนที่มีประจุไฟฟ้า

ซึ่งรวมตัว

กันบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด ช่องลำดับชั้นจากผลงานก่อนหน้านี้ นักวิจัยซึ่งนำใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่เรียกว่าการเขียนด้วยหมึกโดยตรงเพื่อสร้างอิเล็กโทรดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ พวกเขาสร้างหมึกโดยการรวมผลึกนาโนเซลลูโลส (ซึ่งให้คาร์บอน) กับสารแขวนลอยของซิลิกาไมโครสเฟียร์ 

ส่วนหลังทำหน้าที่เป็นแม่แบบแข็งสำหรับสร้างมาโครพอร์ในโครงสร้างตาข่ายของแอโรเจลเมื่อผ่านการทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง รูพรุนในโครงตาข่ายแอโรเจลมีขนาดตั้งแต่ 500 ไมครอนไปจนถึงนาโนเมตรเท่านั้น ทำให้เกิดโครงสร้างลำดับชั้นของช่อง ช่องเหล่านี้ช่วยเพิ่มอัตราที่ไอออนในอิเล็กโทรไลต์

จะแพร่ผ่านวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันก็ลดระยะทางที่ต้องเดินทางด้วย ข้อดีกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์อื่นๆแอโรเจลคาร์บอนที่มีรูพรุนหลายสเกล 3 มิติของทีมงานมีพื้นที่ผิวประมาณ 1,750 ม. 2 /กรัม และการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอิเล็กโทรดที่ทำจากวัสดุนี้มีความจุ 148.6 F/g เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า 

จากแผน 2 มิติที่จัดทำโดยการสำรวจแนวต้านดินและสนามแม่เหล็กแบบดั้งเดิม แม้ว่าเทคนิคเหล่านี้จะสามารถให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับเชิงลึกได้ แต่ระยะเวลาที่ใช้ในการรวบรวมข้อมูลนั้นสามารถห้ามปรามและลดพื้นที่ที่สามารถครอบคลุมได้อย่างมาก เมื่อเร็ว ๆ นี้ การรวมกันของเรดาร์เจาะพื้นและคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์

อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูงช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลดิจิทัลทุกๆ สองสามเซนติเมตรตามเส้นทางคู่ขนานและความลึกหลายเมตร มวลของข้อมูลที่เกิดขึ้นมักจะตีความได้ยากเนื่องจากลำแสงเรดาร์จะกระจายออกเป็นกรวยจากเครื่องส่งสัญญาณ ซึ่งหมายความว่าวัตถุที่ถูกฝังจะสะท้อนส่วนหนึ่ง

ของลำแสงก่อนที่เสาอากาศจะผ่านโดยตรง ดังนั้นสัญญาณสะท้อนที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นอาจมีความสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยกับมิติทางกายภาพของเป้าหมายใต้ผิวดิน เราสามารถเริ่มเข้าใจข้อมูลโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ เทคนิคนี้สันนิษฐานว่าคลื่นที่สะท้อนกลับแต่ละจุดมา

จากจุดกำเนิดบนพื้นดินและเคลื่อนที่ไปยังพื้นผิวตามสมการของคลื่น ข้อมูลเรดาร์ช่วยให้เราสร้างภาพ 3 มิติของหน้าคลื่นที่ขยายได้ แม้ว่าจะใช้ความพยายามอย่างมากในการคำนวณ แต่ก็เป็นไปได้ที่จะ “กลับด้าน” สมการคลื่นและยุบหน้าคลื่นที่ขยายออกเหล่านี้กลับไปที่ชุดของแหล่งกำเนิดจุดที่ระดับความลึก

ที่ถูกต้อง กระบวนการนี้คล้ายคลึงกับการฉายฟิล์มของฟองสบู่ที่เพิ่มขึ้นและขยายตัวในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อระบุแหล่งที่มาของฟองสบู่ เมื่อวิเคราะห์ข้อมูลแล้ว จะสามารถแสดงภาพออกมาเป็น “การแบ่งส่วนเวลา” แบบ 2 มิติได้ ชิ้นส่วนโปรเกรสซีฟแต่ละชิ้นแสดงถึงการสะท้อนจากคุณสมบัติต่างๆ 

ที่ระดับความลึกที่เพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงสร้างแบบจำลอง 3 มิติของเป้าหมายที่ฝังไว้ เรายังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติที่น่าสนใจด้วยการรวมชุดของการแบ่งเวลาดังกล่าวในแอนิเมชันคอมพิวเตอร์ แท้จริงแล้วกระบวนการนี้อาจเปิดเผยรายละเอียดมากมายอย่างไม่น่าเชื่อในโครงสร้างที่ฝังไว้

โอกาสในอนาคต กว่า 10 ปีที่ผ่านมา การสำรวจแร่ธรณีฟิสิกส์มีความก้าวหน้าอย่างมาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการรับรู้มากขึ้นว่าธรณีฟิสิกส์สามารถให้ข้อมูลที่คุ้มค่าเกี่ยวกับซากโบราณที่สำคัญ ในสหราชอาณาจักร ซึ่งต้องมีการประเมินทางโบราณคดีก่อนที่จะมีการพัฒนาพื้นที่ใดๆ 

ความต้องการการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์จึงเพิ่มมากขึ้น สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความตระหนักที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับความสำคัญของซากโบราณสถาน และการตระหนักว่าสถานที่และสิ่งประดิษฐ์เป็นทรัพยากรที่มีจำกัดที่ต้องได้รับการปกป้อง การปรับปรุงวิธีการจะเพิ่มทั้งความเร็วของการวัดและความหนาแน่น

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100