Система частично представляет собой холодильник, частично вентиляционную систему
Дни с температурой плюс 126 градусов по Цельсию сменяются вечерами длиной в неделю, когда температура опускается до минус 173 градусов, поэтому автоматы для исследования Луны, такие как японский SLIM, могут выдержать лишь ограниченное воздействие окружающей среды. Но если человечество намеревается установить постоянное присутствие на Луне, землянам понадобится более адаптируемое оборудование для долгосрочного использования, и учёные разрабатывают инновационные решения, чтобы гарантировать, что такие инструменты, как луноходы, справятся с этой задачей.
Существующие системы изоляции лунохода обычно используют дорогие нагреватели или пассивные клапаны с более низким КПД, прикреплённые к петлевидным тепловым трубкам (КТТ) для регулирования температуры. Чтобы решить эту проблему, группа инженеров из университета Нагои недавно в сотрудничестве с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) разработала промежуточное устройство с тепловым переключателем, которое колеблется между охлаждением и нагревом бортового электронного оборудования лунохода. Их прототип, подробно описанный в журнале Applied Thermal Engineering, сочетает в себе LHP с электрогидродинамическим (EHD) насосом, создавая невероятно эффективное маломощное устройство, которое в равной степени представляет собой систему охлаждения холодильника и ноутбука.
Масахито Нисикавара, соавтор статьи и ведущий исследователь, назвал такую технологию теплового выключателя «необходимой для долгосрочного исследования Луны» в сопроводительном объявлении, появившемся в начале этого месяца.
«В течение дня луноход активен, а электронное оборудование выделяет тепло. Поскольку в космосе нет воздуха, тепло, выделяемое электроникой, должно активно охлаждаться и рассеиваться, — сказал Нисикавара. — С другой стороны, в очень холодные ночи электронику необходимо изолировать от внешней среды, чтобы она не переохлаждалась».
Чтобы преодолеть эти препятствия, новое устройство терморегулирования команды сначала использует фазосдвигающий хладагент внутри своего LHP во время невероятно жарких лунных дней. Когда жидкость испаряется, сопутствующее ей тепло выделяется через радиатор марсохода — процесс, который повторяется после того, как хладагент охлаждается и конденсируется обратно в жидкость. Во время лунных ночей включается ЭГД-насос, вырабатывающий электрический ток через жидкость. Это создает магнитное поле, оказывающее достаточное давление, чтобы блокировать движение хладагента в КТТ. При этом электроника марсохода остается полностью изолированной от минусовых температур, расходуя при этом лишь небольшое количество энергии.
«Этот новаторский подход не только обеспечивает выживание марсохода при экстремальных температурах, но также сводит к минимуму затраты энергии, что крайне важно в лунной среде с ограниченными ресурсами, — пояснил Нисикавара. — Это закладывает основу для потенциальной интеграции в будущие лунные миссии, способствуя реализации устойчивых усилий по исследованию Луны».
Новая система, скорее всего, не будет ограничиваться луноходами. В будущем аналогичные устройства с тепловым выключателем могут найти применение в более крупных транспортных средствах и космических кораблях, обеспечивая астронавтам, а не только машинам, критически важную защиту.
Приходите на мой канал ещё — буду рад. Комментируйте и подписывайтесь!
Поддержка канала скромными донатами (акулы бизнеса могут поддержать и нескромно):
Номер карты Сбербанка — 2202 2068 8896 0247 (Александр Васильевич Ж.) Пожалуйста, сопроводите сообщением: «Для Панорамы».