技术:太空中的气球将太空船的热量带走

 作者:徐遐     |      日期:2017-09-17 08:38:08
纽约的JONATHAN BEARD新型散热器看起来像一个巨大的旋转气球,可以帮助未来的太空船在环绕地球或航行到火星或月球时散发废热位于华盛顿州里奇兰的巴特尔太平洋西北实验室的科学家们正在开发这种基于气泡膜的装置,它是现有冷却工艺方式的更轻,更高效和可折叠的替代品目前,宇宙飞船依靠嵌入其“皮肤”的铝制散热器热量从散热器传递到外部金属表层,然后辐射到空间这些散热器很重,每千瓦产生的热量约为25千克它们的效率也受到工艺皮肤的限制巴特尔研究员布伦特韦伯说,天空实验室已经被这样的系统冷却了,他们往往可以正常工作,直到38千瓦的热负荷但是在更高的功率下,我们需要一个表面积大于车辆表面结构的散热器这种铝制散热器的成本也很高韦伯表示,美国宇航局花费大约1万美元将一公斤金属放入太空 “我们可以制造比传统设备轻10倍的散热器,”韦伯说 Webb将散热器描述为双层球体,外皮由陶瓷纤维织物制成,内皮由涂层(如Teflon)或金属(如钛)制成管道将加热的工作流体 - 可能是水,氨,氮或氧气 - 带到球体的中心,在那里它将被喷射到散热器的内表面上,加热表面然后加热的膜将能量辐射到空间中冷却的液体将在球体内冷凝由于散热器旋转产生的人造重力,它将被收集,并再循环到航天器的冷却系统以供其他用途散热器比现有系统轻得多,虽然它的直径为4.5米,但它可装入一个鞋盒大小的容器中以便发射它设计用于冷却温度在20到35摄氏度之间的有人驾驶的车辆,并且能够处理10千瓦的热量新的散热器还必须能够处理极端寒冷的空间,以及宇宙和其他辐射然而,韦伯说,他的团队面临的主要挑战来自氧气和微陨石 - 微小的陨石,尺寸只有几毫米他说,单个微陨石的渗透可能意味着完整性的丧失,使得散热器变得无用他希望找到一种散热器的工作液体,它可以与外层皮肤中的陶瓷发生反应,从而密封任何泄漏他的团队找到了几个潜在的候选人氧气是另一种威胁韦伯说,在低地球轨道上,这种工艺暴露在大量的单原子氧中,这种氧极具反应性在航空航天工业中流行的轻质材料,如Kevlar--一种聚合物 - 和石墨纤维,在这些条件下会迅速恶化,不能用于低地球轨道的暴露结构 Battelle正在研究含有大量结合氧的陶瓷材料,这种材料对空间氧气的反应较少韦伯希望在五年内安装散热器,