قائمة مواد الإيريديوم في صناعة الطيران والفضاء

لماذا يعتمد الفضاء الجوي على الإيريديوم

غالبًا ما تتطلبتطبيقات الفضاء الجوي مواد تتعامل مع درجات الحرارة القصوى والبيئات الكيميائية القاسية. ويبرز الإيريديوم بسبب درجة انصهاره العالية ومتانته. هذه الخصائص تجعله خياراً موثوقاً للأجزاء التي تحتاج إلى الأداء تحت الضغط. وتستفيد مكونات الطائرات والمركبات الفضائية والأقمار الصناعية من قوة الإيريديوم وثباته.

وفيما يلي جدول يلخص الخصائص الرئيسية للإيريديوم:

سبائك الإيريديوم في أنظمة الفضاء الجوي عالية الأداء

غالباً ما تتضمن أنظمة الفضاء الجوي عالية الأداء سبائك الإيريديوم. وتستخدم هذه السبائك في بناء المحركات النفاثة ومحركات الصواريخ والفوهات ومكونات المركبات العائدة.

أظهرت الدراسات أن سبائك الإيريديوم يمكنها التعامل مع التغيرات السريعة في درجات الحرارة. وتبقى قوتها سليمة حتى أثناء الدفع والجذب للقوى الميكانيكية الشديدة. ونتيجة لذلك، تُعد هذه السبائك جزءاً مهماً من سلامة وكفاءة الطيران، حيث تستخدم العديد من الأنظمة الفضائية هذه السبائك في الأجزاء التي لا يكون فيها الفشل خياراً مطروحاً. ومن الأمثلة على ذلك مركبة إعادة الدخول، حيث يجب أن تدوم كل مادة خلال الحرارة الشديدة والإجهاد.

اقرأ المزيد: 5 استخدامات شائعة للإيريديوم

طلاءات الإيريديوم للبيئات القاسية

توفر الطلاءات المصنوعة من الإيريديوم أيضاً طبقة إضافية من الحماية في البيئات القاسية. تتلقى العديد من غرف الاحتراق ومكونات محركات الدفع طلاء من الإيريديوم لمقاومة التلف الحراري والكيميائي. يتم تطبيق هذا المعدن كطبقة رقيقة تحمي المواد الأساسية.

ومن الناحية العملية، تساعد طلاءات الإيريديوم على منع الأكسدة أثناء العمليات ذات درجات الحرارة العالية، كما أنها تضيف حماية ضد التآكل من المواد الكيميائية التفاعلية مثل تلك الموجودة في وقود الصواريخ. على سبيل المثال، عندما تجتمع درجات الحرارة العالية والأكسجين معًا، تتأكسد العديد من المعادن وتتآكل. يقلل طلاء الإيريديوم من هذا الخطر إلى حد كبير. وقد تم استخدام هذه الطريقة بنجاح في العديد من أجزاء المحركات الفضائية، مما يجعل الأنظمة أكثر موثوقية وأطول عمراً.

الإيريديوم في الأقمار الصناعية وتقنيات الدفع

يؤدي الإيريديوم عدة أدوار في الأقمار الصناعية وأنظمة الدفع. ويُعد الإيريديوم مكونًا رئيسيًا في أجهزة دفع الأقمار الصناعية وفي محفزات الهيدرازين المستخدمة في الدفع. تساعد هذه المحفزات على تكسير الوقود لإنتاج قوة الدفع المطلوبة. وتوجد المادة أيضاً في الأنظمة المصممة لعمليات حفظ المحطات. وهذا يعني أن الأقمار الصناعية يمكن أن تبقى في مداراتها المحددة لفترات طويلة.

إن موثوقية الإيريديوم أمر حيوي عندما يمكن أن تؤدي الأعطال الصغيرة إلى فقدان وظائف الأقمار الصناعية. فالعديد من أنظمة الدفع لها عمر تشغيلي طويل. وفي مثل هذه الحالات، فإن أي معدن يمكن أن يحافظ على الأداء مع مرور الوقت أمر بالغ الأهمية. ومن المعروف أن الإيريديوم يساعد على استقرار وصيانة أنظمة التحكم في التفاعل التي توجه المركبة الفضائية عبر الفضاء.

مكونات الإيريديوم المقواة بالإشعاع

الفضاء مليء بالمخاطر الإشعاعية. تحتاج الإلكترونيات والمكونات الأخرى إلى حماية ضد هذه القوى. وتستخدم مكونات الإيريديوم في الحماية من الإشعاعوكسوة المولدات الحرارية النووية (RTG). وتعتمد المولدات الحرارية النووية على الإيريديوم لدرع المواد المشعة والاحتفاظ بها بأمان.

ويضمن الاستقرار الكيميائي للإيريديوم عدم تدهوره في المناطق عالية الإشعاع. وبالإضافة إلى ذلك، توفر كثافته العالية حاجزاً ضد الجسيمات النشطة. وقد استخدم مهندسو الفضاء الجوي الإيريديوم بنجاح في بعثات الفضاء السحيق حيث يمكن أن يؤدي التعرض الطويل الأجل للإشعاع إلى تلف الإلكترونيات والمواد الهيكلية الرئيسية.

محفزات الإيريديوم في الدفع الفضائي

الحفز هو مجال آخر مهم للإيريديوم في مجال الفضاء. ففي بعض أنظمة الدفع، يعمل المعدن كمحفز لتكسير الوقود الأحادي الوقود. وينتج عن ذلك إطلاق سريع وفعال للطاقة من أجل الدفع. وتعتمد بعض الأقمار الصناعية والبعثات بين الكواكب على هذه العملية التحفيزية لإجراء مناورات دقيقة.

وتضمن خاصية الإيريديوم هذه أنه حتى عند استخدام الوقود بكميات قليلة يتم تحقيق دفع فعال. وفي العديد من الحالات، تحقق الأقمار الصناعية عمليات أكثر استقراراً واستجابة لأن التفاعل التحفيزي يبقى ثابتاً مع مرور الوقت. وتضمن الموثوقية التي توفرها هذه المحفزات أن يكون لدى مخططي البعثات طبقة أخرى من الأمان يمكن الاعتماد عليها.

الخاتمة

لا يمكن إنكار دور الإيريديوم في الفضاء الجوي. وتساهم السبائك والطلاءات والمحفزات والمكونات المقواة بالإشعاع في تحقيق السلامة والكفاءة. وسواء كان ذلك في المحركات النفاثة عالية الأداء أو في محركات الأقمار الصناعية الحساسة، فإن الإيريديوم يمثل ركيزة للموثوقية. لطالما وثق مهندسو الفضاء الجوي بهذا المعدن، ومن المرجح أن تستمر أهميته مع تقدم التقنيات في البيئات القاسية.

الأسئلة المتداولة

و: لماذا يتم اختيار الإيريديوم للفضاء الجوي؟
س: يتحمل الإيريديوم درجات الحرارة العالية والمواد الكيميائية القاسية، مما يجعله مثالياً لمكونات الفضاء الجوي الحساسة.

و: أين يُستخدم الإيريديوم في أنظمة الدفع؟
س: يُستخدم الإيريديوم في المحفزات لأنظمة الوقود الأحادي وفي دافعات الأقمار الصناعية من أجل تحلل الوقود بكفاءة.

و: كيف يساعد طلاء الإيريديوم أجزاء المحرك؟
س: يوفر طلاء الإيريديوم حماية حرارية وتأكسدية وتآكلية لإطالة عمر خدمة أجزاء المحرك.