Czy grafen ma potencjał w obszarze technologii kosmicznych?

Graphene Flagship to europejska inicjatywa badawcza, której celem jest opracowanie nowych technologii opartych na grafenie. Głównym celem programu jest kształcenie studentów i młodych naukowców, a eksperymenty związane z przestrzenią kosmiczną będą doskonałą okazją do zdobycia nowych doświadczeń.

Zespół studentów Graphene Flagship z Uniwersytetu Technicznego w Delft uczestniczy w programie ESA Drop Your Thesis! W ramach zaproponowanego przez nich eksperymentu sprawdzona zostanie przydatność grafenu dla żagli świetlnych w warunkach mikrograwitacji. Przetestowane zostanie jak dużo pędu można wygenerować poprzez wysłanie promienia lasera na zawieszone membrany grafenowe stworzone przez firmę Graphenea, jednego z partnerów programu Graphene Flagship. Rezultaty mogą doprowadzić do opracowania nowego sposobu poruszania się satelitów w przestrzeni kosmicznej z wykorzystaniem promieni lasera lub promieni słonecznych.

Program edukacyjny "ESA Drop Your Thesis!" oferuje studentom możliwość zaprojektowania eksperymentu w wieży swobodnego spadania znajdującej się w niemieckim Bremen, gdzie symulowane są warunki słabej grawitacji i kosmicznej próżni. Licząca 146 m wysokości wieża ZARM stwarza warunki ekstremalnie niskiego przyciągania o sile obniżonej do jednej milionowej ziemskiej grawitacji. Kapsuła, w której przeprowadzony będzie eksperyment, zostanie wystrzelona w górę i w dół wieży, dzięki czemu na 9,3 sekundy znajdzie się w stanie nieważkości.

Jednocześnie realizowany będzie eksperyment, w ramach którego zbadane zostanie jak grafen może poprawić wydajność odprowadzania ciepła w rurach cieplnych w systemie obiegowym, tj. systemie chłodzącym wykorzystywanym w satelitach i urządzeniach kosmicznych. W realizacji eksperymentu wezmą udział partnerzy programu Graphene Flagship: Microgravity Research Centre, Université libre de Bruxelles (Belgia); the Cambridge Graphene Centre, University of Cambridge, (Wielka Brytania); Institute for Organic Synthesis and Photoreactivity, National Research Council of Italy (CNR) oraz firma Leonardo - globalny lider w przemyśle kosmicznym, produkujący komponenty i systemy dla kosmonautyki. Badania zostaną wykonane w trakcie parabolicznych lotów w warunkach niskiej grawitacji, którę zostaną przeprowadzony przez ESA we współpracy z Novespace we Francji. W trakcie każdego 3-godzinnego lotu, specjalnie zmodyfikowany samolot będzie wykonywał 30 parabolicznych wzlotów z około 25 sekundową nieważkością w każdej paraboli.

- Kosmos to nowy obszar do wykorzystania w projektach Graphene Flagship. Te eksperymenty będą sprawdzały użyteczność urządzeń przygotowanych z zastosowaniem grafenu w przestrzeni kosmicznej. Połączenie know-how i możliwości partnerów programu Graphene Flagship oraz Europejskiej Agencji Kosmicznej, jak również globalnego lidera w zakresie technologii kosmicznej Leonardo, daje mocne podstawy do osiągnięcia zaawansowanego poziomu gotowości do użycia tej technologii - mówił Andrea Ferrari (University of Cambridge), przewodniczący Zespołu Zarządzającego Graphene Flagship i Koordynator Obszaru Nauka i Technologia.

Prezentacje filmowe projektów:

źródło: Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych