Με τις ημέρες 260 μοιρών Φαρενάιτ που ακολουθούνται από βράδια εβδομάδων να πέφτουν έως και τις αρνητικές 280 μοίρες, οι εξερευνητές της Σελήνης όπως το SLIM της Ιαπωνίας μπορούν να αντέξουν μόνο τόσες περιβαλλοντικές τιμωρίες. Αλλά εάν η ανθρωπότητα σκοπεύει να δημιουργήσει μια μόνιμη παρουσία στο φεγγάρι, οι αστροναύτες θα χρειαστούν πιο προσαρμόσιμο εξοπλισμό για μεγάλες αποστάσεις—και οι ερευνητές αναπτύσσουν καινοτόμες λύσεις για να εξασφαλίσουν ότι εργαλεία όπως τα σεληνιακά
ρομπότ
θα ανταποκρίνονται στο έργο.
Τα υπάρχοντα συστήματα μόνωσης σεληνιακού rover γενικά χρησιμοποιούν ακριβούς θερμαντήρες ή παθητικές βαλβίδες χαμηλότερης απόδοσης που συνδέονται σε σωλήνες θερμότητας βρόχου (LHP) για ρύθμιση της
θερμοκρασία
ς. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, μια ομάδα μηχανικών στο Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια συνεργάστηκε πρόσφατα με την Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA) για να σχεδιάσει μια συσκευή μεσαίου εδάφους διακόπτη θερμότητας που ταλαντεύεται μεταξύ ψύξης και θέρμανσης του ενσωματωμένου ηλεκτρονικού εξοπλισμού ενός σεληνιακού ρόβερ. Το πρωτότυπό τους, αναλυτικά στο περιοδικό
Εφαρμοσμένη Θερμική Μηχανική
συνδυάζει ένα LHP με μια ηλεκτροϋδροδυναμική αντλία (EHD) για να δημιουργήσει μια απίστευτα αποδοτική, χαμηλής ισχύος συσκευή που είναι
ίσα μέρη ψυγείου και συστήματος ψύξης φορητού υπολογιστή
.
[Related:
Wild
NASA
proposal envisions magnetic hover trains on the moon
.]
Ο Masahito Nishikawara, συν-συγγραφέας και επικεφαλής ερευνητής, χαρακτήρισε αυτή την τεχνολογία διακόπτη θερμότητας «απαραίτητη για τη μακροπρόθεσμη εξερεύνηση της Σελήνης»
συνοδευτική ανακοίνωση
νωρίτερα αυτό το μήνα.
«Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το σεληνιακό ρόβερ είναι ενεργό και ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός παράγει θερμότητα. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αέρας στο διάστημα, η θερμότητα που παράγεται από τα ηλεκτρονικά πρέπει να ψύχεται και να διαχέεται ενεργά», είπε ο Nishikawara. «Από την άλλη πλευρά, κατά τις εξαιρετικά κρύες νύχτες, τα ηλεκτρονικά πρέπει να είναι μονωμένα από το εξωτερικό περιβάλλον, ώστε να μην κρυώνουν πολύ».
Για να αντιμετωπίσει αυτά τα εμπόδια, η νέα συσκευή θερμικού ελέγχου της ομάδας βασίζεται πρώτα σε ένα ψυκτικό μέσο μετατόπισης φάσης μέσα στο LHP του κατά τις απίστευτα ζεστές σεληνιακές ημέρες. Καθώς το υγρό εξατμίζεται, η θερμότητα που το συνοδεύει απελευθερώνεται μέσω του καλοριφέρ ενός ρόβερ—μια διαδικασία που επαναλαμβάνεται αφού κρυώσει το ψυκτικό και συμπυκνωθεί ξανά σε υγρό. Κατά τις σεληνιακές νύχτες, η αντλία EHD ενεργοποιείται για να δημιουργήσει ηλεκτρικό
ρεύμα
μέσω του υγρού. Αυτό δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που ασκεί αρκετή πίεση για να εμποδίσει την κίνηση του ψυκτικού μέσου στο LHP. Με αυτόν τον τρόπο, τα ηλεκτρονικά του rover παραμένουν πλήρως μονωμένα από τις θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, ενώ ξοδεύουν μόνο μικρές ποσότητες ενέργειας.
«Αυτή η πρωτοποριακή προσέγγιση όχι μόνο διασφαλίζει την επιβίωση του ρόβερ σε ακραίες θερμοκρασίες, αλλά και ελαχιστοποιεί την ενεργειακή δαπάνη, μια κρίσιμη σκέψη στο σεληνιακό περιβάλλον με περιορισμένους πόρους», εξήγησε ο Nishikawara. «Θέτε τα θεμέλια για πιθανή ενσωμάτωση σε μελλοντικές σεληνιακές αποστολές, συμβάλλοντας στην υλοποίηση συνεχών προσπαθειών σεληνιακής εξερεύνησης».
Το νέο σύστημα πιθανότατα δεν θα παραμείνει περιορισμένο σε σεληνιακά ρόβερ. Στο μέλλον, παρόμοιες
συσκευές
διακόπτη θερμότητας μπορεί να βρουν το δρόμο τους σε μεγαλύτερα οχήματα μεταφοράς και διαστημόπλοια, παρέχοντας στους αστροναύτες, όχι μόνο σε μηχανές, κρίσιμη προστασία.
VIA:
popsci.com
0