¿Cómo se aseguran las muestras suspendidas de aerogel ultrasensible para el reingreso y aterrizaje en la Tierra?

Por ejemplo, ¿cómo se aseguraron las muestras del colector de partículas Stardust , que se suspendieron en aerogel de sílice quebradizo y de densidad extremadamente baja (0,014 g/cm 3 ) , antes de la reentrada atmosférica para que resistieran las cargas g y la vibración durante la desaceleración y el aterrizaje, y para evitar la contaminación de la muestra, tanto externa como por la propia escotilla del recinto?

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    El colector de polvo Stardust con bloques de aerogel de sílice (crédito de la imagen: NASA / JPL )

Citando del artículo Aerogel: Catching Comet Dust ( NASA/JPL Stardust ):

Para recolectar partículas sin dañarlas, Stardust utiliza una sustancia extraordinaria llamada aerogel. Este es un sólido a base de silicio con una estructura porosa similar a una esponja en la que el 99,8 por ciento del volumen es espacio vacío. En comparación, el aerogel es 1000 veces menos denso que el vidrio, que es otro sólido a base de silicio. Cuando una partícula golpea el aerogel, se entierra en el material, creando una pista en forma de zanahoria de hasta 200 veces su propia longitud. Esto lo ralentiza y hace que la muestra se detenga de forma relativamente gradual. Dado que el aerogel es en su mayoría transparente, con un tono azul ahumado distintivo, los científicos usarán estas pistas para encontrar las partículas diminutas.

Además, ¿se observaron en las muestras de partículas de Stardurst algún contaminante no deseado, o tal vez la deformación de sus huellas de impacto "en forma de zanahoria" incrustadas dentro del aerogel que podría atribuirse a la reentrada, el aterrizaje o incluso la recuperación posterior de la cápsula de retorno de la muestra? ¿ Quizás durante el análisis del proyecto de ciencia ciudadana Stardust@Home , durante el cual los participantes examinaron literalmente de forma forense cada partícula individual? ¿Se detectaron algunas anomalías comunes en las huellas que hicieron a través del aerogel de sílice? ¿O su masa era demasiado insignificante para ser perturbada por cargas g de lo que esperaría que estuviera en el rango de 3-4 g como máximo (¿es correcto?), a pesar del medio de densidad extremadamente baja en el que estaban incrustados?

Respuestas (1)

Respuesta corta: el aerogel en sí mismo es suficiente para contener las muestras.

Las partículas capturadas son diminutas y, por lo tanto, tienen una relación área superficial/volumen muy alta.

Esto significa que, al igual que las gotitas de polvo o nubes en una atmósfera, tienen una "velocidad terminal" muy baja en el aerogel bajo las relativamente modestas aceleraciones de reentrada (modestas en comparación con los millones de g que experimentaron cuando chocaron con el aerogel para empezar con). Esta velocidad terminal es lo suficientemente pequeña como para que el movimiento de las partículas sea esencialmente nulo con respecto al aerogel.

El aerogel en sí necesita estar lo suficientemente acolchado para evitar que se rompa bajo las fuerzas de la reentrada y el aterrizaje. Esa parte no funcionó tan bien para Génesis.