விண்வெளித் துறையைப் பற்றி நாம் பேசும்போது, சக்திவாய்ந்த ராக்கெட்டுகள், வானில் பறக்கும் போர் விமானங்கள் அல்லது விண்வெளியில் நடக்கும் விண்வெளி வீரர்கள் போன்றவை நம் நினைவுக்கு வரலாம். ஆனால், இந்த அதிநவீன உபகரணங்களுக்குப் பின்னால், ஒரு சிறிய பழுப்பு நிறப் பொடி இன்றியமையாத பங்கை வகிக்கிறது என்பதை நீங்கள் உணர்ந்திருக்க மாட்டீர்கள் –பழுப்பு உருகிய அலுமினாநுண்தூள். இந்தப் பெயர் சற்றே எளிமையாகத் தோன்றலாம், ஆனால் அதைக் குறைத்து மதிப்பிடாதீர்கள். பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா என்பது உண்மையில் நாம் பொதுவாக 'எமரி' என்று அழைக்கும் ஒரு வகையாகும். இது வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக அதிக கடினத்தன்மை கொண்டது, ஆனால் மிகவும் மலிவான விலையில் கிடைக்கிறது. முந்தைய ஆண்டுகளில், இது முக்கியமாக அரைக்கும் சக்கரங்கள் மற்றும் மணர்த்தாள்களில் உலோகங்களை அரைக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் தொழில்துறைத் துறையில் ஒரு முக்கியப் பங்காற்றியது. ஆனால் இந்த எளிமையான மற்றும் ஆடம்பரமற்ற பொருள், தற்போது விண்வெளித் துறையின் 'உயர் தொழில்நுட்ப' அரங்கில் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்புகளைச் செய்து வருகிறது.
“அரைக்கும் கல்” என்பதிலிருந்து “பாதுகாப்புக் கேடயம்” ஆக ஒரு அற்புதமான மாற்றம்
விண்வெளிப் பொருட்கள் "இலகுத்தன்மை" மற்றும் "வலிமை" ஆகியவற்றுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கின்றன. உயரமாகவும் தொலைவாகவும் பறப்பதற்கு இறக்கைகள் இலகுவாக இருக்க வேண்டும்; அதிக உயரங்களில் நிலவும் கடும் குளிரையும், ஒலியின் வேகத்தைத் தாண்டும்போது ஏற்படும் தீவிர உராய்வையும், இயந்திரத்தின் உள்ளே நிலவும் அச்சமூட்டும் உயர் வெப்பநிலையையும் தாங்குவதற்கு விமானத்தின் உடல் வலிமையாக இருக்க வேண்டும். இது பொருளின் மேற்பரப்பில் கடுமையான தேவைகளை விதிக்கிறது. இங்குதான்பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண் தூள்பொறியாளர்கள், டர்பைன் பிளேடுகள் மற்றும் எரிப்பு அறைச் சுவர்கள் போன்ற முக்கிய பாகங்களில் இந்த நுண்தூளை அதிவேகத் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி 'குளிர் பற்றவைப்பு' செய்வதன் மூலம், நகத்தை விட மெல்லியதும் ஆனால் விதிவிலக்காக வலிமையானதுமான ஒரு 'செராமிக் கவசத்தை' உருவாக்க முடியும் என்பதைக் கண்டுபிடித்தனர். அதன் மெல்லிய தன்மை இருந்தபோதிலும், 1600 டிகிரி செல்சியஸ் உயர்-வெப்பநிலை வாயுவின் அரிப்பைத் தாங்கிக்கொண்டு, இந்தப் பாதுகாப்பு அடுக்கு பிளேடுகளின் ஆயுட்காலத்தைப் பல மடங்கு நீட்டிக்கிறது. "இது இன்ஜினின் இதயத்திற்கு ஒரு 'குண்டு துளைக்காத கவசம்' கொடுப்பது போன்றது," என்று ஒரு இன்ஜின் தொழிற்சாலையில் இருபது ஆண்டுகளாகப் பணியாற்றிய மூத்த பொறியாளர் ஒருவர் விளக்கினார். "முன்பு, ஒரு குறிப்பிட்ட கால பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு பிளேடுகளை மாற்ற வேண்டியிருந்தது, ஆனால் இப்போது அவை மிக நீண்ட காலம் நீடிக்கும், இது விமானத்தின் நம்பகத்தன்மையையும் பொருளாதாரத் திறனையும் இயல்பாகவே மேம்படுத்துகிறது."
வானம் முதல் தரை வரை எங்கும் நிறைந்த பயன்பாடுகள்
பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூளின் திறன்கள் வெறும் இயந்திரங்களைத் தாண்டியும் விரிந்துள்ளன.
விமானங்களிலிருந்து தொடங்குவோம். நவீன பயணிகள் விமானங்கள் மற்றும் போர் விமானங்கள், கார்பன் ஃபைபர் போன்ற கலவைப் பொருட்களைப் பரவலாகப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்தப் பொருள் எடை குறைவாகவும் வலிமையாகவும் இருந்தாலும், இதில் ஒரு குறைபாடு உள்ளது: வெவ்வேறு பொருட்கள் ஒன்றாகப் பிணைக்கப்படும் பகுதிகளில், அடுக்குகள் பிரிந்துவிடும் அபாயம் அதிகம். இதற்கான தீர்வு என்ன? பிணைப்பதற்கு முன்பு, பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூளைக் கொண்ட உயர் அழுத்தக் காற்று-அரிப்புக் கூழ்மத்தைப் பயன்படுத்தி, இணைப்புப் பரப்புகள் சொரசொரப்பாக்கப்படுகின்றன. இது வெறும் சொரசொரப்பாக்குதல் மட்டுமல்ல; இது நுண்ணிய அளவில் எண்ணற்ற பிணைப்புப் புள்ளிகளை உருவாக்கி, பசை இன்னும் உறுதியாகப் பற்றிக்கொள்ள அனுமதிக்கிறது. இந்தச் செயல்முறை, இறக்கைக்கும் விமான உடற்பகுதிக்கும் இடையிலான இணைப்பின் சோர்வு எதிர்ப்பை 30%-க்கும் மேலாக மேம்படுத்துகிறது.
இப்போது விண்வெளித் துறையைக் கருத்தில் கொள்வோம். ராக்கெட்டுகள் வளிமண்டலத்தைக் கடக்கும்போது, அவற்றின் மூக்குக் கூம்பும் இறக்கைகளின் முன் விளிம்புகளும் "தீப்பிழம்புகளால் ஏற்படும் அழிவு" என்ற சோதனையை எதிர்கொள்கின்றன. இங்கே, பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூள் மற்றொரு விதத்தில் தனது மதிப்பை நிரூபிக்கிறது – ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புப் பூச்சுகளைத் தயாரிப்பதில் இது ஒரு மைய வலுவூட்டும் துகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதைச் சிறப்பு பீங்கான் பூச்சுகளுடன் சேர்ப்பதன் மூலமும், வெப்ப-எதிர்ப்பு பாகங்களின் மேற்பரப்பில் தெளிப்பதன் மூலமும், இந்தப் படலம் உயர் வெப்பநிலையில் ஒரு அடர்த்தியான ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது. இது, அடுத்தடுத்து ஆக்ஸிஜன் ஊடுருவலைத் திறம்படத் தடுத்து, உள்ளிருக்கும் பொருட்களை அரிப்பிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. இது இல்லாமல், வளிமண்டலத்திற்குள் மீண்டும் நுழையும் பல விண்கலங்கள் "அடையாளம் காண முடியாதவையாக" மாறிவிடும்.
செயற்கைக்கோள்கள் மற்றும் விண்வெளி நிலையங்களில்கூட இதன் இருப்பைக் காணலாம். சில துல்லியமான கருவிகளின் தாங்கிகளும் நகரும் பாகங்களும், விண்வெளியின் வெற்றிடம் மற்றும் மிகக் குறைந்த வெப்பநிலைகளில் நீண்டகால நம்பகமான செயல்பாட்டைப் பராமரிக்க வேண்டும். பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூளால் நேர்த்தியாக மெருகூட்டப்பட்ட செராமிக் தாங்கிகள், மிகக் குறைந்த உராய்வுக் குணகத்தைக் கொண்டிருப்பதோடு, தேய்மானத் துகள்களை ஏறக்குறைய உருவாக்குவதில்லை. இதன்மூலம், சுற்றுப்பாதையில் இந்தப் பாகங்களின் நிலையான செயல்பாட்டிற்குப் பத்து அல்லது இருபது ஆண்டுகளுக்கு உத்தரவாதம் அளிக்கும் ஒரு "உறுதிமொழியாக" இவை அமைகின்றன.
“பழைய பொருள்” “புதிய ஞானத்தின்” சவால்களைச் சந்திக்கிறது
நிச்சயமாக, விண்வெளித் துறையின் கடுமையான சூழல்களில் இந்த "பழைய பொருளை" பயன்படுத்துவது என்பது, ஒரு தொழிற்சாலையிலிருந்து உராய்வுப் பொருட்களைக் கொண்டு வருவதைப் போல அவ்வளவு எளிமையானதல்ல. இதில் பல நுணுக்கங்கள் அடங்கியுள்ளன.
மிகப்பெரிய சவால் "தூய்மை" மற்றும் "சீரான தன்மை" ஆகும். இதற்குத் தேவைப்படும் பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூள்விண்வெளி பயன்பாடுகள்இது மிகவும் தூய்மையாக, கிட்டத்தட்ட அசுத்தங்கள் அற்றதாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் அதிக அழுத்தம் அல்லது அதிக வெப்பநிலையில், எந்தவொரு தேவையற்ற கூறுகளும் விரிசல்களுக்கு ஆரம்பப் புள்ளியாக மாறக்கூடும். மேலும், துகள்களின் அளவும் வடிவமும் மிகவும் சீராக இருக்க வேண்டும்; இல்லையெனில், பூச்சில் பலவீனமான பகுதிகள் இருக்கும். "இது ஒரு உயர்தர கேக் தயாரிப்பது போன்றது; உங்களுக்கு சிறந்த மூலப்பொருட்கள் தேவைப்படுவது மட்டுமல்லாமல், மாவும் மிகவும் மென்மையாகவும் சீராகவும் சலிக்கப்பட வேண்டும்," என்று ஒரு மூலப்பொருட்கள் தரக் கட்டுப்பாட்டுப் பொறியாளர் கூறினார். "எங்களின் சலித்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு செயல்முறை, ஒரு ஐந்து நட்சத்திர ஹோட்டல் சமையலறையின் தேவைகளை விடவும் மிகவும் கடுமையானது."
மேலும், இந்தப் பொடியை பாகங்களின் மீது எவ்வாறு “பயன்படுத்துவது” என்பதும் ஒரு சிக்கலான அறிவியல் ஆகும். தற்போதுள்ள மிகவும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பம் மீயொலி சுடர் தெளித்தல் ஆகும், இது நுண்பொடித் துகள்களை ஒலியின் வேகத்தை விடப் பல மடங்கு வேகத்தில் அடிப்பொருளின் மீது மோதச் செய்கிறது, இதன் விளைவாக ஒரு வலுவான பிணைப்பும் அடர்த்தியான பூச்சும் உருவாகிறது.
வானத்தின் எதிர்காலத்திற்கு இத்தகைய “வலிமை” தேவைப்படுகிறது.
விண்வெளித் தொழில்நுட்பம் உயர்ந்த, வேகமான மற்றும் தொலைதூர எல்லைகளை நோக்கி முன்னேறும்போது, பொருட்களுக்கான தேவைகள் மேலும் கடுமையாகும். மீயொலிவேக விமானங்கள், மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய விண்கலங்கள், ஆழ்விண்வெளி ஆய்வுக் கலங்கள்... இந்த எதிர்கால நட்சத்திரங்கள் அனைத்தும் தீவிரமான பாதுகாப்பைச் சார்ந்துள்ளன.
வளர்ச்சிபழுப்பு கோரண்டம் மைக்ரோ பவுடர்மேலும் இது ஒரு அறிவார்ந்த மற்றும் கலப்புத் திசையை நோக்கியும் நகர்கிறது. உதாரணமாக, விஞ்ஞானிகள் இதை மற்ற தனிமங்களுடன் "கலப்பு" செய்யவோ அல்லது கிராஃபீன் போன்ற புதிய பொருட்களுடன் இணைக்கவோ முயற்சிக்கின்றனர். இதன் நோக்கம் உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன் மட்டுமல்ல, சேதத்தை அறிவார்ந்த முறையில் உணர்ந்து, குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைகளில் தன்னைத்தானே சரிசெய்துகொள்ளும் திறனையும் பெறுவதாகும். அடுத்த தலைமுறை விமான இயந்திரங்கள் மற்றும் விண்வெளி விமானங்களின் வெப்பப் பாதுகாப்பு அமைப்புகள், இந்த வகையான "அறிவார்ந்த" வலுவூட்டப்பட்ட பூச்சைப் பயன்படுத்தக்கூடும்.
பழுப்பு கோரண்டம் நுண்தூளின் கதை, பல சீனத் தொழில்துறைப் பொருட்களின் ஒரு சிறு வடிவமாகும்: எளிமையான தொடக்கத்திலிருந்து பிறந்தாலும், தொடர்ச்சியான தொழில்நுட்பச் செம்மைப்படுத்தலின் மூலம் ஈடு செய்ய முடியாத ஒரு பங்கைக் கண்டறிந்துள்ளது. அது டைட்டேனியம் கலப்புலோகங்களைப் போலக் கண்ணைப் பறிக்கக்கூடியதாகவோ, கார்பன் ஃபைபரைப் போல நாகரிகமானதாகவோ இல்லாமல் இருக்கலாம், ஆனால் இந்த அமைதியான, திரைக்குப் பின்னாலான "வலிமை" தான், வானத்தைக் கிழித்துக்கொண்டு ஆழ்விண்வெளியின் தொலைதூரப் பகுதிகளுக்குள் பறந்துசெல்ல வேண்டும் என்ற மனிதகுலத்தின் கனவுகளுக்கு ஆதரவளிக்கிறது.
விண்மீன்கள் நிறைந்த வானத்தை நாம் அண்ணாந்து பார்த்து, ஒவ்வொரு வெற்றிகரமான ஏவுதலுக்கும் ஆரவாரம் செய்யும்போது, அந்தப் பிரகாசமான உலோக ஒளிக்குக் கீழே, எண்ணற்ற சிறிய, உறுதியான பழுப்பு நிறத் துகள்கள் தங்களின் இன்றியமையாத வலிமையை அமைதியாகப் பரப்பிக் கொண்டிருக்கின்றன என்பதை ஒருவேளை நாம் நினைவில் கொள்ளலாம்.