• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Analys av Galileos Jupiter-ingångssond avslöjar luckor i värmesköldmodellering

    Ingångssonden för Galileo-uppdraget till Jupiter kom in i planetens atmosfär 1995 på ett brinnande sätt, genererar tillräckligt med värme för att orsaka plasmareaktioner på dess yta. De data som förmedlas om förbränningen av dess värmesköld skilde sig från effekterna som förutspåddes i vätskedynamikmodeller, och nytt arbete undersöker vad som kan ha orsakat en sådan diskrepans. Forskare rapporterar sina resultat från nya vätskestrålningsdynamikmodeller i veckans Physics of Fluids. Den här bilden visar flödesfältet med hög temperatur runt rymdfarkosten Galileo vid inresan till Jupiter, med ray-tracing algoritm distribution visualiserad. Kredit:Luís S. Fernandes

    Ingångssonden för Galileo-uppdraget till Jupiter kom in i planetens atmosfär 1995 på ett brinnande sätt. När sonden gick ner från Mach 50 till Mach 1 och genererade tillräckligt med värme för att orsaka plasmareaktioner på dess yta, den vidarebefordrade data om förbränningen av dess värmesköld som skilde sig från de effekter som förutspåtts i vätskedynamikmodeller. Nytt arbete undersöker vad som kan ha orsakat en sådan diskrepans.

    Forskare vid Universidade de Lisboa och University of Illinois i Urbana-Champaign rapporterar sina resultat från nya vätskestrålningsdynamikmodeller med hjälp av data som överförs från Galileos 30-sekunders inträde. Pappret, publiceras i Vätskors fysik , använder nya beräkningstekniker som utvecklats under de nästan 25 åren sedan uppdraget.

    "Tidiga simuleringar för sondkonstruktionen genomfördes på 1980-talet, sa Mario Lino da Silva, en författare på tidningen. "Det finns några saker vi kan göra under 2019, eftersom vi har beräkningskraften, nya enheter, nya teorier och nya data."

    Galileos sond gick in i Jupiters gravitation med en hastighet av 47,4 kilometer per sekund, vilket gör det till ett av de snabbaste konstgjorda föremålen någonsin. Eldklotet som orsakades av nedstigningen värmde kolfenolvärmeskölden till temperaturer som var varmare än solens yta.

    Data från sonden avslöjade att kanten på värmeskölden brann betydligt mer än vad till och med dagens modeller skulle förutsäga, mätt med vad som kallas lågkonjunkturtakten.

    "Brandklotet är en sorts soppa där många saker händer samtidigt, ", sa han. "Ett problem med modellering är att det finns många källor till osäkerhet och bara en observerad parameter, lågkonjunkturen för värmeskölden."

    Gruppen räknade om egenskaperna hos väte-heliumblandningen som sonden passerade genom, som viskositet, värmeledningsförmåga och massdiffusion, och fann att den ofta citerade transportmodellen Wilke/Blottner/Eucken misslyckades med att exakt modellera interaktioner mellan väte- och heliummolekyler.

    De fann att de strålningsvärmande egenskaperna hos vätemolekyler spelade en betydande roll i den ytterligare uppvärmning som sondens värmesköld upplevde.

    "De inbyggda värmesköldens tekniska marginaler räddade faktiskt rymdfarkosten, sa Lino da Silva.

    Lino da Silva hoppas att arbetet hjälper till att förbättra framtida rymdfarkostdesign, inklusive kommande projekt för att utforska Neptunus som sannolikt inte kommer att nå sina destinationer förrän efter att han har gått i pension.

    "På ett sätt, det är som att bygga katedraler eller pyramiderna, sa han. Man får inte se verket när det är färdigt.

    Lino da Silva försöker sedan validera några av de simulerade fynden genom att reproducera liknande förhållanden i en stötrörsanläggning skräddarsydd för att återskapa höghastighetsflöden.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com