Kozmikus hideg és kozmikus hő
A forró nyári napokon ideje beszélni a kozmosz hőjét és hidegét. Hála sci-fi filmek, a tudomány és a nem túl tudományos és népszerű programok, sok ragadt a hit, hogy a tér - roppant hideg hely, ahol a legfontosabb dolog: megtalálni, hogy hogyan tartsa melegen. De valójában minden sokkal bonyolultabb.
Fotó kozmonauta Pavel Vinogradov
A helyiség hőjének vagy hidegjének eloszlatásához először vissza kell térnünk a fizika alapjaihoz. Szóval, mi a hő? A hőmérséklet fogalma az állandó mozgásban lévő anyag molekulákra alkalmazható. Ha további energia érkezik, akkor a molekulák aktívabban mozognak, és energiaveszteséggel - lassabban.
Ebből következik három következtetés:
1) a vákuumnak nincs hőmérséklete;
2) vákuumban csak egyfajta hőátadás - sugárzás;
3) az űrben lévő objektum, sőt a mozgó molekulák egy csoportja lehűlhető, ha lehetséges egy lassan mozgó molekulák csoportjával való érintkezés vagy egy gyorsan mozgó csoport érintkezésével történő melegítés.
Az első elvet egy termoszban használják, ahol a vákuumfalak megtartják a forró tea és a kávé hőmérsékletét. Hasonlóképpen a cseppfolyósított földgázt tartályhajókon szállítják. A második elv határozza meg a külső hőcserére vonatkozó úgynevezett feltételeket, azaz a Sun (és / vagy más sugárforrások) és az űrhajók kölcsönhatását. A harmadik alapelvet az űrjárművek belső kialakításának tervezésekor használják.
Amikor a kozmosz hõmérsékletérõl beszélünk, két különbözõ hõmérsékletet érthetünk: az ûrbe szétszórt gáz hõmérséklete vagy a test hõmérséklete a térben. Mint mindenki tudja, van egy vákuum a térben, de ez nem teljesen igaz. Szinte az összes hely, legalábbis a galaxisok belsejében, gázzal van töltve, de annyira ritka, hogy szinte nincs hőhatása a benne lévő testre.
A ritka kozmikus gázban a molekulák rendkívül ritkák, és a makro-testekre, például a műholdokra vagy űrhajósokra gyakorolt hatásuk elhanyagolható. Az ilyen gázokat szélsőséges hőmérsékletekig lehet felmelegíteni, de a molekulák ritkasága miatt az űrutazók nem fogják érezni. Ie a legtöbb hagyományos űrhajó és hajó esetében nem számít, hogy a bolygóközi és a csillagközi közeg hőmérséklete: legalább 3 Kelvin, legalább 10 000 Celsius fok.
Ami fontos, az, hogy ez a kozmikus test, amely az a hőmérséklet, és amelynek a sugárforrást a közelben.
Naprendszerünkben a hősugárzás fő forrása a Nap. És a Föld elég közel van ahhoz, ezért a Föld-körüli pályákon nagyon fontos az űrhajó és a "kapcsolat" kiigazítása.
Gyakrabban ember alkotta tárgyak térben próbál lezárja a többrétegű takaró, nem ad el a hőt a műhold az űrben, és ne hagyja, hogy a nap sugarai a sült finom belsejét a készüléket. A többrétegű takaró nevezett SVHI - képernyő-vákuum szigetelés, „arany levél”, ami nem igazán arany és fólia, és bevonva egy speciális ötvözet, polimer film, hasonlóan az, amelyben a becsomagolt virágok.
Bizonyos esetekben azonban egyes gyártók esetében az EVTI nem hasonlít a fóliához, de ugyanolyan szigetelési funkcióval rendelkezik.
Néha a műhold egyes felületei közül néhányat külön nyitva hagynak nekik, vagy elnyelik a napsugárzást, vagy kivonják a hőt a belső térből. Jellemzően, az első esetben, az anyaggal bevont felületű, fekete zománc, egy erősen abszorbeálódó sugárzást a nap, és a második - fehér zománc, ami jól tükrözi sugarak.
Vannak esetek, amikor az űrhajó fedélzetén az eszközöket nagyon alacsony hőmérsékleten kell üzemeltetni. Például az obszervatórium „Millimetron” és JWST fogja tartani a hősugárzás a világegyetem, és ez, valamint tükrök a fedélzeti műszerek és sugárzásvevő legyen nagyon hideg. A JWST-nél a fő tükör a -173 Celsius fokig hűlni fog, és a Milliméteren - még alacsonyabb - -269 Celsius fokig. Annak érdekében, hogy a Nap ne fűtsön kozmikus megfigyelőket, úgy egy úgynevezett sugárzási képernyővel fedik le őket: az EVTI-hez hasonló sokrétegű napelemes esernyő.
By the way, csak az ilyen "hideg" műholdak számára fontos, hogy a kis fűtést a ritka kozmikus gáztól, sőt akár a relikviás sugárzás fotonjaitól is, amelyek betöltik az egész Univerzumot. Részben ezért a "Milliméter", hogy a JWST-t elszállítják a meleg Földről a Lagrange pontra, 1,5 millió km-re. A napernyőkön kívül ezek a műholdak összetett rendszerrel rendelkeznek radiátorral és többfokozatú hűtőszekrénnyel.
Más, kevésbé kifinomult készülékeken az űrben lévő hőkibocsátást a radiátorok sugárzása is befolyásolja. Általában csak fehér zománnyal borítják, és igyekeznek a napfényre vagy az árnyékolásra merőlegesen elhelyezni. Az "Electro-L" meteorológiai műholdon le kellett hűteni az infravörös szkenner mátrixát -60 Celsius fokig. Ezt úgy értük el, egy hűtőborda, amely folyamatosan tartani az árnyékban, és hathavonta a műhold 180 fokkal elforgatva, hogy a döntés a Föld tengelye nem vezet radiátor szivárog be a napfény. A napéjegyenlőségek a műhold kellett tartani egy kis szögben, így megjelennek képhibával a Föld pólusai.
A túlmelegedés egyike az akadályoknak, amikor egy nagy teljesítményű nukleáris energiaforrású űrhajót hoznak létre. A fedélzeten lévő villamos energiát 100% -nál jóval kevesebb hőtől kapják, ezért a felesleges hőt a térbe kell engedni. Hagyományos, a jelenleg használt radiátorok lenne túl nagy és nehéz, így most hazánkban dolgozik létrehozása csepegtető sugárzók hűtőszekrények, amelyben a fűtőközeg cseppek formájában repül a világűrben, és ad neki meleget tanulmány.
A fő forrása a sugárzás a Naprendszerben - az a nap, de a bolygók, a műholdak, üstökösök és aszteroidák, amelyek jelentősen hozzájárulnak a termikus állapotát az űrhajó repül körülöttük. Mindezek égitest van a hőmérséklet, és a hőforrás sugárzás, ami ráadásul, kommunikál a külső felületeit a berendezés más, mint egy „forróbb” sugárzás a nap. De bolygók is visszaveri a napsugarakat, a bolygó egy vastag légkör tükrözi diffúz, atmosphereless égitesteket - állítja egy külön törvény, és a bolygó a kifinomult hangulatot, mint a Mars - még teljesen más.
Az űrhajók létrehozásánál nemcsak a készülék és a tér "kölcsönös összefüggéseit", hanem a benne lévő összes eszközt és eszközt, valamint a műholdak sugárforrásokhoz viszonyított tájolását is figyelembe kell venni. Annak érdekében, hogy egyesek ne melegítsenek mást, és mégis mások nem fagyaszkodnak, és a munkahőmérsékletet a fedélzeten tartják, külön szolgáltatási rendszert fejlesztenek ki. Ezt úgynevezett "Thermal Management System" vagy SOTR. Ide tartoznak a fűtőberendezések és hűtőszekrények, radiátorok és hőcsövek, hőmérsékletérzékelők és még speciális számítógépek is. Tudják használni az aktív vagy passzív rendszerek, amikor szerepét betöltő fűtőberendezések működő készülékek és radiátor - szekrény. Ez egy olyan egyszerű és megbízható rendszer, amelyet a privát orosz "Dauria Aerospace" műholdhoz hoztak létre.
A bonyolultabb aktív rendszerek keringető hővezetőt vagy hőcsöveket használnak, hasonlóan a CPU-tól a számítógépek és a laptopok radiátorához történő hő eltávolításához.
A termikus rendszer tiszteletben tartása gyakran a készülék működőképességének meghatározó tényezője. Például érzékeny a hőmérséklet csökken, "Lunokhod-2" megölték, mert egy nevetséges marék fekete szabályith a tetőn. A napsugárzás, amely már nem tükrözi a hőszigetelést, a berendezés túlmelegedéséhez vezetett, és a "holdváz" meghibásodásához vezetett.
A teremtés az űrhajók és hajókra betartását a termikus rendszer egyes műszaki szakemberek TCS.
Egyikük - Alexander Shayenko a Dauria Aerospace-ből, részt vett a DX1 műholdon, és segített ennek az anyagnak a létrehozásában. Most Alexander elkezdte olvasni az űrhajózásról szóló előadásait, és létrehozni saját műholdját, amely a kozmosz népszerűsítését szolgálja, a nap és a hold után az égbolt legszembetűnőbb tárgyává válik.
Műholdas válni útmutató fény mindazok számára, akik szeretnék érinteni a titkait a világegyetem, akkor telepítse a készüléket napfény reflektor, amely hagyja, hogy a hatalmas napsugarak a Földön. Azt szeretnénk, hogy egy meglehetősen nagy reflektor, hogy az tükrözze a Nap a Föld túl nagy volt, úgy a reflektor kiderül, hogy hasonlít egy autó légzsák.
Mielőtt a repülés a rakéta, a reflektor kell szépen behajtott belül a műholdat, és miután elérte a pályát, akkor kiegyenesedik, töltse meg a gáz. Mint az autóban, a "párnánk" vékony filmből készül. Ez a film olyan, mint a virágcsomagolás, csak hőálló.
A gáz tárolása és a fényvisszaverő számára történő szállítása a közzétételi rendszer. Fontos gondoskodni arról, hogy a betöltött műhold ne veszélyeztesse az embereket, ha vele dolgozik a földön és más műholdaknál, amikor egy rakétán repülnek. Biztonsági okokból nem használunk nagy nyomást és agresszív kémiai reagenseket, hogy megteremtse a szükséges nyomást a reflektorban.