Czujniki piezoelektryczne wykryją nieszczelności

Czujniki piezoelektryczne wykryją nieszczelności

Już niedługo astronauci będą mogli szybko wykryć nieszczelności zagrażające bezpieczeństwu w pojeździe kosmicznym już po kilku sekundach po ich wystąpieniu. Wszystko to przy użyciu czujników wykrywających ultradźwiękowe drgania w ścianach pojazdu.

Obecnie astronauci znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) używają mikrofonów, które „wyłapują” charakterystyczny dźwięk syczenia, jaki powstaje przy wyciekaniu powietrza do przestrzeni kosmicznej. Technologia ta nie jest zbyt skuteczna. W styczniu 2004 roku astronauci szukali tydzień małej, jednomilimetrowej nieszczelności na stacji kosmicznej ISS. Ciśnienie powietrza na stacji spadło tak bardzo, że część urządzeń przestała poprawnie działać. Gdyby nieszczelności nie udało się zlokalizować i naprawić, astronauci byliby zmuszeni do powrotu na Ziemię.

Naukowcy twierdzą, że taki rozmiar szczeliny daje astronautom kilka tygodni na jej odnalezienie i naprawę. Gdyby jednak nieszczelność ta wyniosła 5 mm, ciśnienie spadłoby do niebezpiecznego już w ciągu kilku godzin. W takich sytuacjach zdolność do wykrycia nieszczelności staje się szczególnie ważna.

Badacze z Uniwersytetu Stanowego Iowa opracowali system detekcyjny wykrywający wyciek powietrza w ciągu 30 sekund. Składa się on z sieci 64 czujników piezoelektrycznych, zgrupowanych w siatkę o szerokości 2,5 cm. Te niewielkie sensory konwertują ruch mechaniczny w napięcie elektryczne, które może być wzmocnione i przesłane do analizy.

W przypadku wystąpienia wycieku, ściany pojazdu zaczynają prawie niezauważalnie drgać – drgania te mogą być wykryte. Poprzez analizę jak te wibracje oddziaływają na poszczególne czujniki, naukowcy mogą określić kierunek skąd przychodzą te drgania.

Według badaczy, statek kosmiczny powinien być wyposażony w kilka takich siatek czujników, co pozwoliłoby na szybkie i bardzo precyzyjne określenie miejsca pojawienia się nieszczelności.

Technologia ta mogłaby być wdrożona w przeciągu najbliższych 5 lat, ale najpierw powinna jeszcze przejść testy w przestrzeni kosmicznej.