Lazerler sadece kedileri eğlendirmek veya Powerpoint slaytlarının özelliklerine işaret etmek için yararlı değildir. Ayrıca, Kuyruklu Yıldızlardan Mars kutup kapaklarına buzlu dünya dışı bedenlere delik açabilirler – en azından, yayınlanan yeni bir makaleye göre Acta Astronautica Güneş sistemimiz boyunca buzlu yüzeylerde kullanılmak üzere yeni bir lazer matkabını tanımlayan Dresden Teknik Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından.
Sistemin çözmeye çalıştığı sorun basittir – diğer gezegenler ve kuyruklu yıldızlar üzerinde buza delik açmak tipik olarak bir “kriyobot” ile yapılır – esasen buzu termal temas yoluyla eritmek için tasarlanmış bir sıcak çubuk. Bu sistemle ilgili çeşitli sorunlar var, en büyüklerinden biri güç gereksinimi. Bir kriyobot kilowatt enerji gerektirebilir. Tipik bir Lander’ın radyoizotop termal jeneratörü sadece birkaç yüz watt sağlayabilir. Güneş sisteminde başka bir yere kilowatt seviyeli bir güç sistemine inmek olağanüstü zor ve pahalıdır.
Başka problemler de var. Buzun içine gerçekten derinlere girmek için daha uzun bir poker ve dolayısıyla daha fazla malzeme gerektirir. Tüm bu malzemenin depolanması zordur ve aynı zamanda inişin toplam ağırlığına da katkıda bulunur. Çevrenin kendisi bile bu yönteme karşı çalışır. Sondajın çoğu tam bir boşlukta yapılacağından, buz, sıvıya aktarılmak yerine su buharına yüceltilecek ve kriyobot ve buz arasındaki termal teması en iyi şekilde horious’u eritmeye çalıştığı.
Öyleyse neden buzu lazer etmiyorsunuz? Lazerler bir kriyobotun birçok problemini çözer. Fiziksel olarak küçüktürler ve çok düşük güç olabilirler. Lazer herhangi bir yüzeye yönlendirilebileceğinden, buzla fiziksel bir arayüze ihtiyaç duymazlar. Ve daha da iyisi, süblimleştirilmiş su sondaj deliğinden çıkabilir ve hacimli bir metalik probla boğulmadan analize için sıkışmış parçacıkları analiz için getirebilir.
Fikri kanıtlamak için, Havacılık Mühendisliği Enstitüsü’nden Martin Koßagk liderliğindeki araştırmacılar, 1550nm kızılötesi lazeri olan bir boşluk odasında bir test deneyi kurdular. Bu dalga boyunu seçtiler, çünkü özellikle buz tarafından güçlü bir şekilde emiliyorlar ve enerjinin daha fazla erimesi malzemeye aktarılmasına izin veriyor. “
Güneş sistemi boyunca bulunması beklenen farklı buz türlerini temsil eden üç farklı buz türü üzerinde deneyler yaptılar. İlk tip standart “berrak” buzdu ve lazere sağlanan 20W’nin biraz altında bir şekilde saatte yaklaşık 1 metre bir matkap hızı elde edebildiler. Bu derinlik ölçümlerinin tümü, lazerle uyumlu görünür bir ışık menzili ile sağlandı.
“Granüler” buz bir sonraki hedefleriydi – bunlar, Enceladus gibi donmuş bir ayda bulmayı beklediğimizden daha tipik olan katı bir bloktan ziyade buz taneleri. Bu ortamda, lazer 1,7 m/s’lik bir matkap hızı ve sadece 12.7W güç tüketimi ile daha da iyi çalıştı. Bu gelişmiş hız, tahılların dökme buza kıyasla daha düşük yoğunluğundan kaynaklanmaktadır.
Son daha etkileyici bir test, “toz” (yani kaya gibi uçucu olmayan malzeme) numunenin% 50 veya daha fazlasını oluşturduğu “tozlu” buzla yapılan bir seridir. Lazerin sadece numunenin buz kısmını süblu etmesi gerektiğinden ve bu süblimasyon, sondaj deliğini destekleyen malzemenin çoğunu zorla çıkaracağından, sistem bu tür numune ile çok daha hızlı sonuçlar elde edebildi. % 50 tozla, sistem yaklaşık 10W güçle yaklaşık 3.1 m/s gidebilmiştir.
Bunlar, özellikle sistemin her zaman çalışabileceğini düşünürken etkileyici hızlardır ve nispeten hızlı etkileyici derin deliklere yol açar. Bununla birlikte, bazı dezavantajlar ve yapılması gereken bazı çalışmalar var.
Delilen sondaj deliği sadece yaklaşık 6,15 mm genişliğindeydi – buz yüzeyinin altında herhangi bir prob veya başka bir şey almak için çok fazla yer değil. Ayrıca, derin bir deliğin altındaki basıncın, buzun süblimasyon yerine erimeye başlayacak kadar birikmesi ve doğrudan buz yerine erimiş suyu ısıtarak etkinliğini azaltma riski de vardır.
Yeryüzündeki sondaj deliklerinin belirli bir derinlikten sonra “sıkıldığı” bilinmektedir ve bu diğer gezegenlerde potansiyel bir sorun olmaya devam ederken, daha düşük yerçekimi muhtemelen Dünya’da olduğundan daha derinlemesine açık kalacakları anlamına gelir. Bununla birlikte, sistemin avantajlarından biri – tozun sondajın içinden kovulması – ayrıca bir dezavantajı vardır. Lazeri yönlendirmek için kullanılan aynaları kaplayabilir ve etkinliklerini azaltabilir. Tamamen ölçeklendirilmiş herhangi bir sistem, kontaminasyonu azaltmak için bir yöntem gerektirir.
Sonuçta bu, güneş sistemimiz boyunca buz bedenlerini derinlemesine kazmak için yeni bir yönde harika bir adımdır. Gerçekten sadece küçük bir adım olmasına rağmen – sadece 25 cm’ye başarıyla delinmişlerdi. Uzun vadede, gelecekte buzlu vücut görevleri için bir tür sondaj sistemine ihtiyaç duyulacak ve bir lazer, daha fazla test ve ince ayar ile çok uygun bir seçenek gibi görünüyor. Bir gün yakında bir lazer güneş sisteminin en ilginç sakinlerinden birinin yüzeyinden geçiyor olabilir. Ne yazık ki, muhtemelen onu kovalamak için hiçbir kedi olmayacak.
