Vantablack 310 hjælper astronomer med at reducere lysforurening

Scientists from Surrey NanoSystems have successfully created the blackest black ever. The new paint, called Vantablack, is capable of eliminating light pollution in sensitive space equipment, such as telescopes and cryogenic chambers. Here’s how the blackest black could help astronomers better understand and explore the universe.

Lysforurening fra satellitter og rumaffald

Har du bemærket, at det er blevet meget sværere at observere nattehimlen i dit område? Mange faktorer kan bidrage til dette scenarie, herunder lysforurening. Når du tænker på lysforurening, kan du overveje lys skabt af byerne og andre jordiske genstande som den primære skyldige.

Dog er lysforurening fra satellitter et stort problem, der fortsat giver astronomer hovedpine. Satellitter kan efterlade striber og anden lysforurening på billeder fra avancerede teleskoper. Da disse enheder koster millioner, har astronomer brug for en måde at bekæmpe denne situation på.

Kilde – Vantablack

Desværre er satellitudskydninger steget, så flere enheder er blevet sendt ud i rummet i de sidste fem år end i hele historien. I dag spiller satellitter en afgørende rolle i alt fra dine daglige rejser til underholdning og forsvar.

Denne afhængighed af rumbaseret teknologi vil kun stige i de kommende år, hvilket får analytikere til at forudsige, at problemet med lysforurening vil forværres, og begrænse udbyttet fra avancerede teleskopprojekter som James Webb- eller Vera Rubin-teleskopet. Begge kostede skatteyderne millioner for at blive sat i kredsløb. Desværre hævder nogle rapporter, at op til 40 % af billedet vil indeholde lysforurening.

Brug af sort maling til at absorbere lysforurening

Selvom mange videnskaber er blevet anvendt for at forsøge at reducere virkningerne af lysforurening på disse enheder, har den mest effektive vist sig at være speciel sort maling designet til at absorbere lysbølger.

Virksomheder som SpaceX (SPCX ) har eksperimenteret med mørk maling som en måde at forhindre lysforureningsproblemer på med begrænset succes. Hovedproblemet med SpaceX-forsøget var, at det begyndte at overophede på grund af al den ekstra lysstråling, det absorberede.

Surrey NanoSystems i Storbritannien har været afgørende for at øge effektiviteten af sort maling. Deres tidligere arbejde hjalp med at demonstrere effektiviteten af super sort maling til at reducere lysforurening.

Den største ulempe ved dette produkt på det tidspunkt var, at det ikke kunne håndteres uden at beskadige kulstofnanorørsoverfladen. Efter at have erkendt behovet for at fortsætte deres forskning, har teamet foretaget nogle justeringer for at forbedre deres resultater.

Vantablack-undersøgelse

Surrey NanoSystems’ ingeniører udviklede kulstofnanorørbelægningen Vantablack for at reducere lysforurening i kryogene kamre. Disse kamre er ideelle til at teste komponenter, der skal fungere i det dybe rum.

De gør det muligt for ingeniører at identificere eventuelle potentielle problemer, før komponenterne sendes millioner af miles ud i rummet, hvor deres fejl kan bringe hele missionen i fare. Vantablack-belægningen bruger kulstofnanorør til at opnå lysundertrykkelse ved -269 °C i et Fourier-transform spektroskopimodul.

Ingeniørerne udgav også malingen Vantablack 310. Denne belægning er en sortere‑end‑sort rum-maling, der forbedrer tidligere designs på et par nøgleområder. Den er blevet beskrevet som “soot‑lignende” på grund af sin tykke karakter. Desuden integrerer denne belægning specielle bindemidler, der gør den meget mere robust og holdbar end sin forgænger.

Simulering af dybt rum med Vantablack 310

For at teste Vantablack 310 oprettede ingeniørerne et specialkammer, der kunne simulere kredsløb. Teamet simulerede tre år i det dybe rum ved hjælp af et kryogent kammer. Under testfasen dokumenterede ingeniørerne enhver fotonlækage.

Forskeren anvendte en kryogen fjerninfrarød (FIR) Fourier-transform spektroskopi-scanningsmekanisme (FTSM) for at sikre, at deres målinger var hyperfølsomme og kunne opfange selv den mindste mængde lysforurening. Bemærkelsesværdigt blev testen udført hos den canadiske rumagentur og ved University of Lethbridge.

Hvordan Vantablack 310 præsterede i kryogene tests

Testresultaterne for Vantablack-rummaling viste monumentale gevinster i forhold til tidligere versioner. Når man måler størrelsen (lysstyrken af astronomiske objekter), absorberede Vantablack 98 % af lyset over hele spektret. Dette udgør en betydelig forbedring i forhold til tidligere belægninger, som typisk absorberede omkring 95 % af lyset.

Resultaterne viste, at Vantablack absorberer lys fra alle indfaldsvinkler, hvilket udvider dets kapaciteter. Derudover blev malingen fra dag ét designet til at være miljøvenlig, så den kan opfylde fremtidige CO₂-mål.

Testresultatet viste også, at Vantablack 310 var mere holdbar end konkurrenterne. Denne belægning kan håndteres og let påføres satellitter og andet rumudstyr. Denne ekstra robusthed gør den mere omkostningseffektiv og forbedrer malings evne til at modstå de intense miljøer, der findes i det dybe rum.

Vantablack-fordele

Der er mange fordele, der gør Vantablack til en gevinst for markedet. For det første vil det hjælpe med at gøre satellitter usynlige for det blotte øje og for avanceret teleskopbilleddannelse. Denne præstation vil gøre det muligt for astronomer at få mest muligt ud af det nyeste topmoderne udstyr, hvilket åbner døren for fremtidige opdagelser.

Vantablack leverer forbedret optisk ydeevne

En af de vigtigste fordele ved Vantablack er, at den kan forbedre den optiske ydeevne for teleskoper og andet rumudstyr. Disse yderst følsomme astronomiske måleapparater kan koste milliarder, er dyre at opsende og er afgørende for videnskabelige bestræbelser. Derfor er alt, der øger deres ydeevne, kritisk for succes.

Modstandsdygtig over for temperaturændringer

For at fungere i rummet skal en enhed kunne skifte problemfrit fra under frysepunktet til intens varme. Når satellitter kredser, kan de ofte have den ene side vendt mod solen og den anden side mod ekstrem kulde i årevis. Vantablack kan håndtere disse forhold, hvilket gør den til den ideelle løsning for fremtidige rumfartøjer.

Vantablack reducerer produktionsomkostninger

Den ekstra robusthed, som Vantablack 310 bringer til markedet, er en game changer. Dette materiale kan påføres satellitter af producenter internt, hvilket reducerer omkostninger, forsendelsesforsinkelser og fremskynder hele samlebprocessen. Derudover er den holdbare belægning langt mindre kompleks end alternative metoder, der søger at reducere lysforurening.

Vantablack-forskere

Studiet af den sortere‑end‑sort maling er et fælles projekt mellem Surrey NanoSystems og University of Surrey. Bemærkelsesværdigt er virksomheden en spin‑off fra universitetet, der blev oprettet for at skaffe finansiering til yderligere forskning i sortere‑end‑sort belægninger. Siden lanceringen har projektet opnået et ry for innovation og hjulpet med at bane vejen for rumbelægninger, rumoptik og mere.

Vantablack-anvendelser

Der er mange anvendelser for Vantablack inden for luft- og rumfart, militær og videnskabelig forskning. Evnen til at eliminere lysforurening er en stor fordel, der vil hjælpe med at gøre sensorer mere præcise og lettere at bygge. Her er nogle potentielle anvendelser for Vantablack.

Teleskopbelægning

Vantablack er skabt til at hjælpe med at forbedre astronomers optik. Denne belægning vil blive brugt til at reducere satellitstrømning og andre former for lysforurening fra ultra‑high‑end enheder. Mange af disse satellitteleskoper vil blive placeret i kredsløb, hvor Vantablacks ekstra holdbarhed bør forlænge deres levetid og forbedre nøjagtigheden.

Kryogene kamre

Brugen af kryogene kamre er stigende. Disse enheder bruges til at holde genstande under frysepunktet, f.eks. i kvantecomputere. I nogle tilfælde anvendes kryogenik til at simulere det dybe rum, hvor lysstråling er minimal.

Ingeniørerne bemærkede, at påføring af Vantablack S‑IR på interne optiske overflader forbedrede ydeevnen af kryogene enheder, herunder laserbaserede kryogene FIR FTSM positionsfeedback-moduler.

Vantablack-fremtid

Fremtiden for Vantablack ser lovende ud. virksomhedens seneste version, Vantablack 310, vil blive sendt ud i rummet på den studenter-satellit Jovian 1, hvor den vil fungere som belægning for den udtrækkelige solpanel.

Bemærkelsesværdigt vil denne lavjordiske satellit blive sporet af en laser, der vil overvåge belægningens reflektivitet og ydeevne, mens den følger sin bane. Forskeren vil bruge disse data til yderligere at forbedre deres Vantablack-serie.

Investering i luft- og rumfartsbelægninger

Luft- og rumfartsbelægningssektoren er en afgørende komponent i nutidens teknologi. Disse virksomheder skubber grænserne for materialvidenskab ved at opdage nye kombinationer af materialer med unikke egenskaber, hvilket gør dem ideelle til opgaver som dyb rumforskning. Her er en virksomhed, der har opnået et ry for innovation på markedet for luft- og rumfartsbelægninger.

Howmet Aerospace Inc.

Howmet Aerospace (HWM ) trådte ind på markedet i 1926 under navnet Austenal med et helt andet fokus. På det tidspunkt tilbød virksomheden tandlægeprodukter. Dette ændrede sig dog efter 1. verdenskrig, hvor virksomheden gik ind i fremstilling af flymotor-superchargere.

I 1965, efter adskillige opkøb og et nyt hovedkontor i Pittsburgh, PA, ændrede firmaet sit navn til Howmet og fokuserede på præcisionsmetalprodukter. I øjeblikket tilbyder Howmet Aerospace mange kritiske komponenter og belægninger til markedet.

Howmet Aerospace har stærke strategiske partnerskaber med virksomheder som Lockheed Martin (LMT ), hvor de leverer afgørende komponenter til jagerfly. Virksomhedens aktiviteter er vokset sammen med deres sortiment. I dag har virksomheden kontorer og kunder over hele Nordamerika, Europa, Sydamerika og Asien.

Seneste nyheder og udviklinger om Howmet Aerospace Inc. (HWM) aktien

Vantablack – Sletning af lysforurening fra himlen

Vantablack og dets varianter åbner døren til mere effektiv astronomi. Belægningen anvender teknologi til at absorbere størstedelen af den lysstråling, den rammer, uden at generere store mængder varme. Denne evne gør den til det ideelle valg for fremtidige rumoperationer. Som følge heraf kan du se Vantablack på alt fra indersiden af rumfartøjer til skærmen i din næste elbil.

Lær om andre spændende rumgennembrud her.