p Foguetes da Agência Espacial Européia (ESA) voam para o espaço com o apoio do Instituto Paul Scherrer (PSI). As imagens realizadas na PSI em cooperação com a Dassault Aviation garantem a qualidade de certos componentes dos veículos de lançamento Ariane 5 e Vega. Com a ajuda dos nêutrons gerados na fonte de nêutrons SINQ, Os pesquisadores do PSI estão examinando os chamados componentes pirotécnicos que estão instalados nos foguetes da ESA. Esses componentes, que agem como cabos de fusíveis e ignições, garantir, entre outras coisas, que os foguetes de reforço são lançados no centésimo certo de segundo. O lançamento do Ariane em 20 de junho ocorreu com componentes que foram examinados no PSI. p A fonte de nêutrons do Instituto Paul Scherrer PSI ajuda a investigar certos componentes antes de serem instalados nos foguetes de lançamento Ariane 5 e Vega. Esses lançadores espaciais, desenvolvido pela Agência Espacial Europeia ESA, transportar satélites e outras espaçonaves não tripuladas para a órbita. Os elementos estudados no PSI são os chamados componentes pirotécnicos, que desempenham um papel decisivo durante o voo do foguete:Eles são preenchidos com explosivos; alguns deles agem como um cabo de fusível, enquanto outros desencadeiam uma série de efeitos desejados. Os componentes que garantiram o lançamento bem-sucedido do foguete Ariane 5 em 20 de junho foram examinados no PSI meses antes.

p Nêutrons servem para garantia de qualidade

p Os componentes pirotécnicos usados ​​nos foguetes Ariane 5 e Vega consistem em um invólucro de metal preenchido com um composto explosivo. “As linhas de sinalização pirotécnica atuam em um efeito dominó, "explica Christian Grünzweig, físico do Grupo de Pesquisa em Imagens de Nêutrons e Materiais Aplicados do PSI. Uma vez ativado - ou neste caso inflamado - o sinal continua a funcionar e dispara detonações específicas ao longo da linha. "E, como com dominó, depois disso, acabou:os componentes pirotécnicos só podem ser queimados uma vez. É impossível fazer um teste com antecedência para ver se funcionarão de maneira confiável. "

p As imagens de raios-X não são adequadas para inspecioná-los, já que os raios X dificilmente penetram no metal. "As boas notícias, "diz Grünzweig, "é onde os raios X falham, nossas imagens com nêutrons muitas vezes podem ajudar. "Os nêutrons - os blocos de construção básicos não carregados dos átomos - penetram na maioria dos metais quase sem obstáculos, incluindo chumbo. "O explosivo, por outro lado, contém átomos de hidrogênio que atenuam significativamente o feixe de nêutrons e, portanto, o fazem aparecer como um contraste escuro, "Grünzweig continua." Resumindo:os explosivos atrás do metal só podem ser vistos com nêutrons. "

p As imagens de nêutrons são posteriormente avaliadas por funcionários da empresa aeroespacial Dassault Aviation. Desta forma, é verificado se os explosivos foram introduzidos nos componentes como pretendido e sem defeitos. Isso é crucial, porque um defeito na distribuição de explosivos interromperia o efeito dominó durante a queima - os componentes ficariam inutilizáveis. O último lançamento de foguete foi o primeiro após a assinatura de um acordo oficial de cooperação entre a PSI e a Dassault Aviation em abril deste ano.

p Até que o satélite seja colocado

p Embora, à primeira vista, a sequência de componentes pirotécnicos se assemelhe a um cabo fusível, sua tarefa em viagens espaciais é muito mais complexa. Enquanto os cordões detonantes garantem uma transmissão simples do sinal, há uma infinidade de outros componentes pirotécnicos. Alguns multiplicam o sinal de forma que um cabo detonador de entrada pode ser seguido por até nove cabos de saída e, portanto, sinais. Em outros pontos, cordões detonadores percorrem laços para levar o sinal a um determinado local com um retardo adequado. Lá, eles disparam pequenas detonações, após o que, por exemplo, as lâminas cortam os respectivos suportes. Desta forma, os dois reforços, realizando o primeiro estágio de aceleração juntos, são descartados com sincronização precisa. No curso posterior do voo do foguete, o revestimento protetor da carga útil é destacado de maneira semelhante. Finalmente, a carga útil, ou seja, o satélite ou outra nave espacial, é destacado do lançador por novas explosões.

p "Vários processos cruciais como esses são iniciados inteiramente pelos elementos pirotécnicos, cuja ignição inicial já ocorre com a decolagem do foguete, "explica David Mannes, também pesquisador do grupo Neutron Imaging and Applied Materials no PSI.

p Os usos versáteis da imagem de nêutrons

p A imagem de nêutrons é realizada em apenas alguns outros institutos de pesquisa em todo o mundo, e na Suíça é exclusivamente possível no PSI. O método de imagem foi estabelecido aqui há muitos anos e pode ser acessado por usuários da indústria. O método fornece uma visão não destrutiva do interior de materiais e componentes, o que permite que uma variedade de questões científicas sejam respondidas ou problemas de tecnologia e indústria sejam resolvidos. Por exemplo, imagens de nêutrons de um busto de ouro do imperador romano Marcus Aurelius do século II dC trouxeram novos insights sobre os processos usados ​​para fabricá-lo. Fotos tiradas por Grünzweig e Mannes ajudaram a indústria farmacêutica a entender os processos envolvidos no armazenamento de seringas pré-carregadas. E o site da ABB Wettingen no cantão de Aargau recebeu recomendações para aumentar a produção de seus componentes de cerâmica industrial graças às imagens de nêutrons PSI.