Elektron-Shooting Carbon Nanotubes könnten unser Verständnis von Asteroiden verbessern

Eine neue NASA-Sonde wird unglaublich kleine, gewalzte Kohlenstoffröhren verwenden, um felsige Objekte wie Asteroiden zu analysieren, die chemische Hinweise auf den Ursprung des Sonnensystems und seiner felsigen Bewohner enthalten könnten.

Die Wissenschaftlerin Lucy Lim, der Bauunternehmer John Hagopian und der Ingenieur Larry Hess bauen die Sonde am Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland. Das Team entwickelt knopfförmige Punkte aus mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren - unglaublich dünne, gefaltete Röhren aus einatomigen Kohlenstoffschichten -, die als "Munition" für eine Sonde dienen, mit der Wissenschaftler die chemischen Eigenschaften von Gesteinen und Böden untersuchen können gefunden auf felsigen, luftlosen Körpern wie Asteroiden oder dem Mond.

Diese außerordentlich kleinen Punkte - die nur 100 Mikrometer im Durchmesser haben, ungefähr so ​​breit wie ein menschliches Haar - werden eine Mini-Elektronen emittierende Sonde befeuern, die die chemischen Eigenschaften dieser Objekte analysieren könnte, sagten NASA-Beamte in einer Erklärung. Diese Sonde wird diese Kohlenstoff-Nanoröhren-Punkte, die in einem Gitter angeordnet sind, verwenden, um Elektronen auf Objekte wie Asteroiden "abzuschießen", um die Eigenschaften des Asteroiden besser zu verstehen. [Im Reinraum: NASA-Asteroiden-Probensonde OSIRIS-REx]

Objekte wie Asteroiden können wertvolle Informationen für Wissenschaftler enthalten. Viele Asteroiden sind relativ unverändert, als sie in den frühen Tagen des Sonnensystems geschaffen wurden, so dass sie chemische Hinweise auf die Ursprünge des Sonnensystems und seiner Bewohner halten können, sagen Wissenschaftler.

Das Team von Goddard entwickelt diese Punkte und entwickelt die Sonde mit Mitteln des NASA-Programms "Planetary Instrument Concepts for the Advancement of Solar System Observations".

Um die Kohlenstoff-Nanoröhren für die Lim-Sonde zu "wachsen", legte das Team ein Substrat - in diesem Fall einen Siliziumwafer - in einen Ofen. Während der Wafer erhitzt wurde, wurde ein Kohlenstoffgas eingeführt, das beim Aufbau der haarähnlichen Strukturen des Nanoröhrchens half. Kohlenstoff-Nanoröhren sind fantastische Elektronenemitter und haben einzigartige elektrische, magnetische und sogar mechanische Eigenschaften. Die Punkte, die in einem gitterähnlichen Muster angeordnet sind, können gemäß der Aussage ein elektrisches Feld erzeugen.

Dieses Gitter aus Nanoröhrchenpunkten strahlt Elektronen durch spezielle Linsen, die die Elektronen schnell und genau auf ein bestimmtes Ziel richten. Wenn die Elektronen das Ziel treffen, werden die Elemente des Objekts angeregt und erzeugen Röntgenstrahlen, erklärten die Forscher in der Aussage. Diese Strahlen können mit einem Spektrometer analysiert werden, um die chemische Zusammensetzung des Objekts zu zeigen.

Bisher hat Lim durch Tests erfolgreich nachgewiesen, dass die Punkte genügend Elektronen emittieren können, um eine Zielprobe anzuregen - was die konzeptionelle Grundlage ihres Designs beweist. Als Hagopian im Jahr 2014 einige Proben zur Internationalen Raumstation beförderte, bewies das Team, dass die Punkte eine Weltraumfahrt überleben konnten. Die Sonde ist noch nicht bereit, Asteroiden zu analysieren, aber das Team glaubt, dass sie in der Lage sein werden, die Fähigkeiten der Sonde innerhalb von ein paar Jahren zu demonstrieren, laut der Aussage der NASA.