A Voyager egyik űrszondája - (Forrás: NASA)
Amikor a Voyager 1 érzékelői riadót fújtak, a kaliforniai Pasadenában, a NASA Jet Propulsion Laboratory laboratóriumában tapintható volt az izgalom: Az űrszonda évek óta nem küldött váratlan jelet. Azután 2012. augusztus 25-én a mért napszél-részecskék száma hirtelen 1000-ed részére zuhant, miközben a kozmikus sugárzásból származó csillagközi részecskék koncentrációja csaknem tíz százalékkal nőtt. A Voyager 1 nyilvánvalóan éppen akkor lépte át a Naprendszerünk külső határát, amelyet heliopauzának is neveznek.
Egyetlen más ember alkotta tárgy sem utazott még távolabb a Földtől. Történelmi pillanat. De nem csak a NASA számára. Az űrszonda egy olyan terméket is szállít, amelyet a Supelco® csapat tervezett a pennsylvaniai Bellefonte-ban. „Nagyon büszkék vagyunk arra, hogy a Carbosieve még mindig hibátlanul működik” - mondta William „Bill” R. Betz, a Merck tudományos és technológiai vállalat részecske-tervezési csoportjának vezetője.
A szénmolekulaszűrő már több mint 40 éve működik
Mikroszkópos kép Carbosieve Voyager
Az 1970-es évek elején kifejlesztett speciális szénmolekulaszűrő még ma, több mint 40 évvel a Voyager 1 indítása után is döntő szerepet játszik a tudományos adatok szolgáltatásában, amelyek segítenek kiszélesíteni a Naprendszerről alkotott képünket, és kielégíteni az univerzum természetével kapcsolatos, eredendő emberi kíváncsiságunkat. A Carbosieve sorozat első generációja a Supelco® portfóliójában a szénalapú adszorbensek területén számos innovációnak is utat nyitott.
Napjainkban az eredeti Carbosieve sorozat csúcstechnológiás anyagait légáramlásmérőkben gyűjtőanyagként használják, vagy a szilárd fázisú extrakciós hardverek, tisztító- és csapdarendszerek és gázkromatográfiás oszlopok tömítéseinek hatékonyságát javítják. Az eredeti Voyager utas leszármazottai ma már gázokat vagy folyadékokat is tisztítanak, és szintetizált vegyületeket választanak el reakcióelegyekből.
Az eredeti Carbosieve hasonló feladatokat látott el. A technika jelenlegi állása szerint azonban kevésbé szelektívek voltak, rosszabb kinetikával rendelkeztek, és gyakran csak viszonylag nagy molekulák, például oxigén, nitrogén vagy szén-dioxid adhézióját tették lehetővé a felületükön.
A rendkívül kis molekulák adszorbensének keresése
A Voyager 1 és testvérszondája, a Voyager 2 számára a NASA olyan adszorbenst keresett, amely a lehető leghatékonyabban működik a különösen kis molekulák esetében. A tudósokat elsősorban a hidrogén és izotópjai, a deutérium és a trícium, valamint a hélium és a lítium-7 izotóp érdekelte: ezek az elemek az ősrobbanás pillanatában keletkeztek. A Voyager célja többek között a hidrogénizotópok arányának mérése volt, hogy tesztelje az 1966-ban felállított ősrobbanás-elméletet.
A kutatók számára egyértelmű volt, hogy az ilyen és hasonló mérésekhez a korábbi űrmissziókban használt apró szénbevonatú polimergyöngyök nem elegendőek. Mivel a Supelco® portfólió már akkoriban is hírnevet szerzett magának az adszorpciós anyagok fejlesztése terén, a NASA felhívta a Bellefonte-t. A NASA tudni akarta, hogy léteznek-e olyan adszorbensek, amelyek működnek az ilyen molekulákkal, de még mindig elég stabilak ahhoz, hogy ellenálljanak a Titan Centaur rakéta indításakor keletkező erős rezgési erőknek.
Amikor a NASA hirtelen felhívta ...
Betz szerint az emberek még mindig mesélnek arról a hívásról és a kollégák döbbent arcáról a központban. Természetesen a Supelco® csapata teljesítette a feladatot. Az akkori Carbosieve-konstrukciónak 0,7 nanométeres átlagos pórusmérete volt, így már képes volt kis molekulák adszorbeálására. Ezenkívül a szénmolekulaszűrő részecskék nagy tisztaságúak, rendkívül erősek voltak, és nem mutatták az öregedés jeleit: „Az adszorbens hatalmas, 1100 bar feletti nyomóerőt állt ki károsodás nélkül” - mondja Betz.
Ez azt jelenti, hogy elméletileg a 11 000 méter mély Mariana-árok alján is bevethető lett volna. Ez volt az első jele annak, hogy a NASA jó úton jár a Carbosieve-vel – elvégre a mélytengerben is hasonló ellenséges körülmények uralkodnak, mint az űrben. Az űrügynökség öt grammot vásárolt az adszorbensből, és megkezdte a teszteket. „Nem ez volt a legnagyobb volumenű rendelés” – nevet Betz. „De a NASA űrkutatásának támogatásával járó elismerés egyébként is sokkal értékesebb volt számunkra.”
Fontos betekintés a Naprendszerünk kémiai összetételébe
Mint ma már tudjuk, a Voyager 1 és 2 valóban tudományos szenzációt okozott: Összesen 22 holdat fedeztek fel, hármat-hármat a Jupiter és a Szaturnusz körül, tízet az Uránusz körül, és hatot a Neptunusz körül. További gyűrűket fedeztek fel a Jupiter, az Uránusz és a Neptunusz körül, és az űrszondák tömegspektrométereiben a Carbosieve mint gyűjtőközeg segítségével fontos betekintést nyújtottak a bolygók légkörének kémiai összetételébe. Betz még mindig emlékszik a hidrogénizotópokra vonatkozó első adatokra. „Ez izgalmas volt számunkra.”
A Supelco® szakértője azonban sokkal szívesebben szállított volna a NASA csapatának személyre szabott szénmolekulaszitát. Végül is a tudományos kihívások teljes kíváncsisággal való felvállalása és a rejtélyek megoldása egészen addig, amíg az ügyfél nem elégedett, a Supelco® részecsketervező csoport specialitása volt és maradt.
A hosszú távú együttműködés kezdete
Ennyit mondhatunk: Nem ez volt az utolsó alkalom, amikor a NASA tárcsázta a Supelco® csapat számát. A részecsketervező csoportnak még mindig megvolt a lehetősége, hogy bizonyítson. De ez már egy másik történet, a Cassini Huygens küldetésen és a Nemzetközi Űrállomáson (International Space Station, ISS) lévő új generációs szénatomokról, az úgynevezett Carboxenekről. Eközben a két Voyager-szonda szorgalmasan folytatja az adatátvitelt a csillagközi térből. A becslések szerint a valamivel lassabban repülő Voyager 2 űrszondával még 2025-ig tartjuk a kapcsolatot.
Egy-két tudományos műszer kivételével az összeset le kell állítani, hogy addig folytathassák az adatmérést. Ez meghosszabbítja a fedélzeti atomakkumulátorok élettartamát. Utolsó küldetésükhöz azonban a két szondának nincs szüksége sem rádiókapcsolatra a Földdel, sem teljesen feltöltött akkumulátorra. Mindegyikben egy-egy aranyozott rézlemez található egy alumínium védőburkolatban. A Naprendszerünk csillagtérképén kívül üdvözleteket, zenét, hangokat és a Földről készült képeket is tartalmaz.
Hogy az idegeneknek tényleg tetszeni fog-e Chuck Berry „Johnny B. Goode” című dala, amely szerepel a lemezen, vagy talán még a nanométer tizedmásodpercre pontos pórusokkal rendelkező Carbosieve porra is rácsodálkoznak, azt valószínűleg soha nem fogjuk megtudni: Több százezer évbe telik, amíg a szondák eljutnak egy olyan helyre, ahol élet létezhet.
Supelco® termékek az űrben
A Voyager 1 űrszondával a Naprendszerünk határain túlra.
A szénmolekulaszűrő Carbosieve első generációja több mint 40 éve segít a tudományos adatok gyűjtésében a Voyager űrszondák fedélzetén. A Supelco® portfólió első „űrhajósa” megalapozta a vállalat számos más fejlesztését és innovációját.
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?