সংবাদ

মহাকাশযান পণ্যের তাপ সুরক্ষা নকশায়, যেসব উপাদানের যথেষ্ট পুরুত্ব প্রয়োজন, যেগুলোর জ্যামিতিক গঠন জটিল, বা যেগুলো পীড়ন ফাটলের (stress cracking) ঝুঁকিতে থাকে, সেগুলোর জন্য প্রচলিত তাপ সুরক্ষা আবরণের বিকল্প হিসেবে প্রায়শই কম্পোজিট উপাদান ব্যবহার করা হয়। অধিকন্তু, কম্পোজিট তাপ সুরক্ষা কাঠামো বহুমুখী নির্মাণ বিকল্প প্রদান করে: এগুলোকে দ্রুত নির্দিষ্ট তাপ সুরক্ষা স্থানে সরাসরি তৈরি করা যায়, অথবা পূর্ব-নির্মিত কম্পোজিট তাপ সুরক্ষা স্লিভ ব্যবহার করে নির্দিষ্ট স্থানে জুড়ে দেওয়া যায়, যার ফলে একটি দক্ষ ও সুবিধাজনক প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার স্বতন্ত্র সুবিধা পাওয়া যায়। বর্তমানে, ফেনোলিক গ্লাস ফাইবার কম্পোজিটগুলো তাদের বহুবিধ গুণের কারণে তাপ সুরক্ষা কাঠামোতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে, যার মধ্যে রয়েছে কাঠামোগত স্থিতিশীলতা, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ চার ফলন, কম ক্ষয় হার, উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং চমৎকার অভিঘাত সহনশীলতা।

ফেনোলিক গ্লাস ফাইবার কম্পোজিটমহাকাশ খাতে ব্যাপক প্রয়োগের জন্য এগুলোর যথেষ্ট সম্ভাবনা রয়েছে। এদের তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থায় একাধিক সুরক্ষা প্রক্রিয়ার একটি সমন্বিত মিথস্ক্রিয়া জড়িত, যার মধ্যে রয়েছে তাপ সঞ্চালন রোধ, তাপগ্রাহী পাইরোলাইসিস, অঙ্গার স্তর দ্বারা প্রদত্ত তাপ নিরোধক এবং কাঠামোগত সহায়তা। এই গবেষণাপত্রটি প্রধানত তাপ সঞ্চালন রোধ, তাপগ্রাহী পাইরোলাইসিস এবং অঙ্গার স্তর দ্বারা প্রদত্ত তাপ নিরোধকের দৃষ্টিকোণ থেকে তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থাটি বিশ্লেষণ করবে।

১. তাপ পরিবাহিতার বাধা

ফেনোলিক গ্লাস ফাইবার কম্পোজিটের মধ্যে, ফেনোলিক রেজিন ম্যাট্রিক্সের নিজস্ব তাপ পরিবাহিতা স্বাভাবিকভাবেই কম থাকে, যা বাইরের তাপের সঞ্চালনকে উল্লেখযোগ্যভাবে বাধা দেয়। যখন কম্পোজিট উপাদানটি উড্ডয়নের সময় সম্মুখীন হওয়া উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশের সংস্পর্শে আসে, তখন তাপ প্রাথমিকভাবে বাইরের পৃষ্ঠ থেকে ভেতরের দিকে সঞ্চালিত হয়। তবে, ফেনোলিক রেজিন ম্যাট্রিক্সের অন্তর্নিহিত ম্যাক্রোমলিকিউলার চেইন কাঠামো তাপ সঞ্চালনের পথগুলোকে বাধাগ্রস্ত করে, যার ফলে তাপ স্থানান্তরের হার উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। একই সাথে, কম্পোজিটের মধ্যে গ্লাস ফাইবারের উপস্থিতি অভ্যন্তরীণ তাপ সঞ্চালনের পথগুলোকে আরও পরিবর্তন করে দেয়। অধিকন্তু, গ্লাস ফাইবার এবং ফেনোলিক রেজিনের মধ্যবর্তী সংযোগস্থলে উচ্চ তাপীয় রোধ দেখা যায়; ফলস্বরূপ, তাপ এই সংযোগস্থল অতিক্রম করার সময় অতিরিক্ত প্রতিবন্ধকতার সম্মুখীন হয়, যা তাপ সঞ্চালন প্রক্রিয়াকে আরও বাধাগ্রস্ত করে এবং কার্যকরভাবে কম্পোজিট উপাদানের মধ্যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির হার কমিয়ে দেয়।

২. তাপগ্রাহী পাইরোলাইসিস

উচ্চ-তাপমাত্রার বাহ্যিক পরিবেশের সংস্পর্শে এলে, ফেনোলিক রেজিনের মধ্যে ক্রমাগত পাইরোলাইসিস বিক্রিয়া ঘটে। এই পাইরোলাইসিস প্রক্রিয়াটি একটি তাপগ্রাহী বিক্রিয়া: তাপ শক্তি শোষণ করার ফলে, ফেনোলিক রেজিনের অণুগুলির ভেতরের রাসায়নিক বন্ধনগুলো ভেঙে যায়, যার ফলে উপাদানটি ক্ষুদ্র-আণবিক গ্যাস এবং কার্বনময় অবশেষের মধ্যে বিয়োজিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি বাহ্যিক পরিবেশ থেকে কম্পোজিটের পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত তাপ শক্তিকে কার্যকরভাবে ব্যবহার করে, যার ফলে একই সাথে কম্পোজিট উপাদানটির পৃষ্ঠের তাপমাত্রা হ্রাস পায়। ৩. চার স্তরের মাধ্যমে তাপ নিরোধক

পাইরোলাইসিস বিক্রিয়া অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে পৃষ্ঠে ধীরে ধীরে একটি অঙ্গার স্তর তৈরি হয়।ফেনোলিক রজন যৌগএই পোড়া স্তরটির একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো রয়েছে, যার ছিদ্রগুলি অত্যন্ত কম তাপ পরিবাহিতা সম্পন্ন গ্যাসে পূর্ণ থাকে; এই বৈশিষ্ট্যটি কম্পোজিটটির তাপ নিরোধক ক্ষমতাকে আরও বাড়িয়ে তোলে। একই সাথে, পোড়া স্তরটি একটি কঠিন পৃষ্ঠতল গঠন তৈরি করে যা নির্দিষ্ট বায়ুগতিবিদ্যার চাপ এবং যান্ত্রিক ভার সহ্য করতে সক্ষম, যার ফলে এটি উচ্চ-তাপমাত্রার গ্যাস প্রবাহের ক্ষয় ও ভাঙনের প্রভাব থেকে এর নিচের পোড়াবিহীন উপাদানকে রক্ষা করে। কম্পোজিটের পৃষ্ঠে তৈরি হওয়া পোড়া স্তরটি কেবল নিরোধক হিসেবেই কাজ করে না, বরং এটি একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত কম্পোজিটের ভর হ্রাসও কমায়, যার ফলে তাপ সুরক্ষা কাঠামোর কার্যকাল দীর্ঘায়িত হয়।