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놀라운 동결 광선을 탑재한 우주선!

모든 슈퍼빌런에게는 적에게 두려움을 선사할 수 있는 무기가 필요합니다. 비열한 나(Despicable Me)의 펠로니우스 그루(스티브 카렐)에게 그 무기는 동결 광선입니다. 우리는 슈퍼배드(Despicable Me) 초반에 그루(Gru)가 작은 커피숍에 들어가 긴 줄을 발견하는 장면을 처음 봅니다. 그는 줄을 서지 않기 위해 고객을 제자리에 고정시킵니다.

비겁한!

동결 광선의 기원은 젊은 Dr. Nefario가 Villain-Con에서 군중에게 시연하는 Minions(현재 Peacock에서 스트리밍 중!)에서 볼 수 있습니다. 동결 광선은 허구의 슈퍼악당의 표준 요금일 수 있지만 지금까지 실제 생활에서는 우리를 피했습니다. 지금까지! 이는 최근 ACS Nano 저널에 발표된 논문에 따른 것입니다.

연구원들은 동결 광선을 사용하여 세계를 장악하거나 커피숍 줄을 건너뛸 계획이 없습니다(만약 그렇다면 아무에게도 말하지 않았습니다). 대신, 그들은 고고도 항공기와 우주선에서 전자 장치를 냉각시키는 데 사용하기를 원합니다.

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지구상의 전자제품은 많은 열을 발생시키지만 대기는 열을 방출하는 데 꽤 좋습니다. 우주에는 열을 흡수할 대기가 없기 때문에 온보드 냉각 시스템이 민감한 전자 장치에서 열을 제거할 수 없다면 문제가 발생할 때까지 열이 축적됩니다. 고고도 비행기는 공기가 너무 얇아 열을 효과적으로 운반할 수 없는 상층 대기에서도 비슷한 제한을 받습니다.

오늘날 우주선은 종종 열을 잡아 우주로 방출하기 위해 냉각판을 사용하지만 제안된 동결 광선 장비는 레이저와 같은 정밀도로 배치되어 필요에 따라 핫스팟을 목표로 삼을 수 있습니다. 반직관적으로, 버지니아 대학교 기계 및 항공우주 공학과의 Patrick E. Hopkins와 공동 저자가 제안한 동결 광선은 뜨거운 플라즈마를 사용하여 대상 표면을 냉각시킵니다.

신용: 시에라 네바다 코퍼레이션

“공군과 우주군을 사용하면 진공 상태인 우주에 있거나 냉각할 수 있는 공기가 거의 없는 상층 대기에 있습니다. 따라서 전자 제품이 점점 더 뜨거워지고 있습니다. 그리고 냉각수 탑재량을 탑재할 수 없습니다. 무게가 증가하고 효율성이 떨어지기 때문입니다.”라고 Hopkins는 성명에서 말했습니다.

Hopkins 등에 따르면 플라즈마 구동식 냉각 장치는 "초고속 및 나노 규모의 에너지 변환 및 열 전달 메커니즘"을 사용합니다. 플라즈마는 가스에 에너지가 공급될 때 발생합니다. 가장 흔히 볼 수 있는 장소 중 하나는 네온 불빛 내부입니다. 튜브에 갇혀 있는 가스에 에너지가 유입되면 플라즈마가 생성되어 내부 가스에 따라 다양한 색상으로 빛납니다. 별 내부에서도 발생합니다.

우주선 내부 표면에 뜨거운 플라즈마를 도입하는 것은 우주선을 냉각시키는 효과적인 방법처럼 들리지 않을 수도 있지만(연구자들도 놀랐습니다) 플라즈마가 표면에 처음 충돌할 때 이상한 일이 일어납니다. 실험에서 연구자들은 헬륨 플라즈마를 속이 빈 세라믹 바늘 아래로 금으로 둘러싸인 표적을 향해 보냈습니다. 금은 불활성이기 때문에 이는 중요하며 측정을 왜곡할 수 있는 표면 에칭을 피하고 싶었습니다.

그들은 플라즈마가 충돌하는 정확한 순간의 표면 온도를 측정했습니다. 그들은 플라즈마에서 온난화를 관찰했지만 온도가 처음으로 떨어진 후에만 관찰했습니다. 추가 조사에 따르면 플라즈마가 목표 표면에 충돌하기 전에 먼저 탄소와 물 원자의 초박형 층을 벗겨내는 것으로 나타났습니다. 땀이 증발하여 몸을 식히는 방식과 유사하게 해당 층의 증발로 인해 냉각이 발생합니다.

그들은 목표물의 온도를 몇 도 정도, 그리고 잠시 동안 낮출 수 있었습니다. 이는 고고도 항공기나 우주선이 작동할 수 있을 만큼 시원하게 유지하는 데 충분할 수 있습니다. 기술이 아직 개발되는 동안 공군은 3년에 걸쳐 75만 달러의 자금을 제공할 정도로 이를 좋아했습니다.