В разных уголках нашего мира люди по-разному поддерживают температурный режим. В своих статьях мы не раз поднимали эту тему: рассказывали, как согреваются жители крайнего севера, как работают системы охлаждения в самых жарких странах и многое другое. Сегодня же, в преддверии Дня космонавтики, мы «выйдем» за пределы Земли и поведаем о терморегуляции космических аппаратов.
«Температурный космический дуализм»
При решении задач терморегулирования космических аппаратов инженеры и ученые сталкиваются с серьезной проблемой. В течение длительного времени полет может проходить только по освещенной Солнцем орбите или по орбите, имеющей участок тени. Соответственно, на солнечной стороне корпус подвергается воздействию внешних тепловых потоков. Также интенсивно работающая бортовая электроника может выделять большое количество тепла, что неизбежно приводит к перегреву. А вот в тени наблюдается обратная ситуация – внешние потоки, а также тепловыделение находящихся в дежурном режиме приборов могут быть минимальными. А это, в свою очередь, чревато переохлаждением.
На теневой стороне судно нуждается в своеобразной «шубе», которая будет спасать от замерзания. Но в таком случае на солнечной нельзя будет избавиться от лишнего тепла: закипит электролит в аккумуляторах, выйдут из строя элементы бортовой аппаратуры и т. д. Как же конструкторы и инженеры справляются с проблемой? Давайте разбираться!
Нагреть и охладить
При проектировании и строительстве космических кораблей и спутников требуется учитывать не только внешние воздействия из космоса, но и все внутренние устройства, а также ориентацию относительно источников излучения.
Для спасения от переохлаждения космические аппараты укутывают в своеобразное «одеяло», которое выглядит как золотая фольга. Называют ее экранно-вакуумной теплоизоляцией, или ЭВТИ. Это полимерная пленка, покрытая специальным сплавом. Внешне она может напоминать материал, в который заворачивают подарки или цветы.
А чтобы корабль не перегревался изнутри, некоторые его части специально оставляют открытыми для отвода тепла в космос. Таким образом приборы могут «поглощать» солнечное излучение, если необходимо. Для этого поверхности покрывают черной эмалью, которая хорошо проводит излучение. А для отражения лучей используют белую эмаль.
Для работы некоторых бортовых телескопов и приемников излучения требуется поддержание крайне низких температур – вплоть до 269 градусов Цельсия! В таком случае, чтобы полностью избежать воздействия Солнца, космические обсерватории укрывают радиационным экраном – своеобразным многослойным зонтиком, похожим на ЭВТИ. Кроме того, на научных спутниках имеются сложные радиаторные установки и многоступенчатые холодильники.
Внутренние системы теплорегуляции
Для поддержания рабочей температуры на борту существуют служебные «Системы обеспечения теплового режима» – СОТР. Туда могут входить разные устройства: нагреватели, холодильники, радиаторы, тепловоды, датчики температуры и даже специальные компьютеры.
Более сложные активные системы задействуют циркулирующий теплоноситель или тепловые трубы, подобные тем, что часто используются для отвода тепла от центрального процессора к радиатору в компьютерах и ноутбуках.
Соблюдать тепловой режим крайне важно, ведь зачастую именно от этого зависит сохранность и дальнейшая работоспособность аппарата. А перепады температур могут привести к полному отказу приборов, что и случилось с советским «Луноход-2». Он въехал на территорию лунного кратера, где грунт оказался очень рыхлым. Луноход долго буксовал, но все-таки сумел выбраться на поверхность.
Однако откинутая крышка с излучечной батареей зачерпнула немного грунта, окружающего кратер. Впоследствии, при закрытии крышки на ночь для сохранения тепла, тот самый грунт попал на верхнюю поверхность лунохода и стал теплоизолятором. Именно это привело к перегреву аппаратуры и ее выходу из строя.
Быть может, мы с вами и не космонавты, но тоже должны заботиться о поддержании комфортной температуры у себя дома. Переходите на наш сайт и выбирайте отопительные системы от «Теплолюкс» прямо сейчас!
