Grafén kompozitból építenek űrállomást a Manchester Egyetem kutatói
2021 / 10 / 09 / Bobák Zsófia
Grafén kompozitból építenek űrállomást a Manchester Egyetem kutatói
A Manchester Egyetem a grafén "szülőhelye", ahol először izolálták a csodaanyagot, a fejlesztések pedig azóta is aktívan zajlanak. A kutatók most a világ legmagasabb épületének tervezőivel összefogásban űrállomást terveznek grafént tartalmazó kompozit anyagból.

Noha a grafénra viszonylag új anyagként gondolunk, valójában létezését már több évtizeddel ezelőtt bizonyították a tudósok elektronmikroszkópos felvételekkel, az előállítására azonban csak jóval később, 2004-ben került sor. Ekkor a Manchester Egyetem két fizikusa, az orosz származású Andre Geim és Konsztantyin Szergejevics Novoszjolov munkaidejük után a laboratóriumban kikísérletezték, hogyan lehet a grafit rétegeit szétválasztani egyszerű ragasztószalaggal, amivel egymás után hántották le a rétegeket egymásról, amíg csak maga a grafén egy atom vastag lemeze maradt hátra. A kutatók eredményes munkájukért később megkapták a Nobel-díjat (Geim pedig ezzel az első olyan tudóssá vált, aki elnyerte az Ig Nobel és a valódi Nobel-díjat is), a grafén pedig megkezdhette pályafutását számos felhasználási területen, többek között az elektronikai eszközökben, az orvostudományban, kompozitanyagok és korróziómentes bevonatok összetevőjeként, szenzorokban, napelemekben és vízszűrőkben.

Az alkalmazási lehetőségek jóformán végtelenek, de egyelőre gátat szab a csodaanyagnak tartott termék szélesebb körű használatának az ára, annak ellenére, hogy a grafén készítésével foglalkozó cégek száma időközben sok százra nőtt. 2013-ban a Nature magazin jelentése szerint nagyjából ezer dollárba került egy mikrométernyi grafén, azóta ez a szám már töredékére csökkent, de az előállításához szükséges speciális körülmények még mindig megnehezítik az igazán nagy tömegekben való gyártását.

A jövőben azonban nem csak a Földön, de az űrben is ebből az ellenálló anyagból készülhetnek a tárgyak, a legújabb tervek szerint egy teljes űrállomás is grafénnel megerősített építőanyagból épül majd fel. A Manchester Egyetem kutatói a Burj Khalifát, a világ legmagasabb épületét tervező Skidmore, Owings & Merrill (SOM) építészcéggel közös projektben olyan moduláris kialakítású, összekapcsolt kapszulákból álló űrállomás kicsinyített változatát hozzák létre, melynek később megépülő teljes méretű verziója alacsony Föld körüli pályára állítva az űrkutatási munkákat segítené elő.

"A következő öt-tíz évben a legtöbb kormány várhatóan állandó jelenlétet szeretne megalapozni az űrben, hogy a kritikus fontosságú infrastruktúrát, például műholdas hálózatokat, működtetni tudják[...]"

- írják a Manchester Egyetem közleményében, az állomás pedig lehetőséget ad a tudományos felfedezések kivitelezésére és az űrbeli források elérésére is.

Az állomás egyik újdonsága a szerkezetéhez felhasznált anyag lesz, amit grafénréteggel terveznek ötvözni, így a kapszulák nem csak jobban védenek majd a sugárzástól, hanem jóval könnyebbek is lesznek majd. Az egy atom vastagságú, méhsejtrácsos grafén egyik előnyös tulajdonsága, az ellenálló, strapabíró jellegén és rendkívüli hő-, és elektromos vezetőképességén túl, ugyanis az, hogy rendkívül könnyű: kétszázszor erősebb az acélnál, de jóval könnyebb még a szénszálas anyagoknál is. Az űrben ennek a tulajdonságának kiemelt jelentősége lehet, mivel nagyon költséges a szállítmányokat a világűrbe juttatni, de ennél is lényegesebb szempont, aminek a Manchester Egyetem és a SOM munkatársai is kiemelt figyelmet szentelnek, hogy olyan anyagból építsék fel a struktúrát, amely az űrben keringő állomásra ható szélsőséges hőmérsékleti különbségeknek is a lehető legjobban ellenáll.

A NASA leírása szerint a Nemzetközi Űrállomás plusz 121 Celsius-fok és mínusz 157 Celsius-fok közötti hőmérsékletingadozásnak van kitéve folyamatosan a Föld körüli pályáján, ennek hatását egyébként egy speciális hővédő burkolattal, az MLI-vel (Multi-Layer Insulation) küszöbölik ki.

A Manchester Egyetem űrállomásának szerkezetéül szolgáló grafén gyártásához és a strukturális egységek előállításához a gyártási technológiát és az automatizált gépeket is fejleszteni kell, az újítások pedig a későbbiekben nem csak az űrben, hanem a Földön is elősegíthetik az ipari folyamatokat, akár az autógyártás, az építőipar vagy a repülőgépgyártás területén. A kutatásokat Dr. Vivek Koncherry vezeti majd, míg a SOM építészcég feladata az állomás prototípusának tervezése és a gyártási folyamatok fejlesztése lesz.

Egyelőre nem lehet tudni, hogy az első modell mikorra készül el, de az Interesting Engineeringnek nyilatkozó Koncherry elmondta: a prototípus bemutatása után az űrügynökségekkel összefogásban megépítik a teljes méretű állomást is, melyet az űrben tesztelnek majd.

(Archpaper Fotó: SOM)

További cikkek a témában:

A Roszkozmosz saját űrállomása és oroszok a Holdon Az ISS után az oroszok saját állomást építenének, ez lenne a ROSS, ami egyre tisztábban körvonalazódik az orosz Hold-programmal egyetemben.
2030-ig elkészülhet a mesterséges gravitációval ellátott űrszálloda, ami akár háromszáz vendéget is tud egyszerre fogadni A NASA korábbi munkatársai nem kis fába vágták a fejszéjüket a Voyager Stationnel, ami mintha egyenesen a jövőből érkezett volna
Egy ismeretlen magánvállalat elkezdett építeni egy űrállomást Nagy a mozgolódás a kereskedelmi űrállomások területén, a NASA is ebben látja a Nemzetközi Űrállomás folytatását.


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.