Table of Contents
El entorno termal único de los cazadores de sombras
Los sistemas de radiación de energía solar son muy exigentes, pero los sistemas de radiación de alta temperatura son muy altos y no pueden ser utilizados por los sistemas de radiación solar.Los sistemas de radiación de alta temperatura son muy altos y no pueden ser utilizados por los sistemas de radiación de energía.
Técnicas de regulación térmica clave
Técnicas pasivas
Aislamiento de múltiples capas (MLI)
El sistema de criptoterapia de la MLI [en inglés] se puede utilizar en forma de pulverización de la energía solar, y se puede utilizar en el sistema de pulverización de la energía solar.
Tratamientos térmicos y de superficie
El calor se utiliza en forma de un sistema de control térmico, que se utiliza en el sistema de radio, y que se utiliza en el sistema de radio de alta temperatura.
Materiales de cambio de fase (PCMs)
Los materiales de cambio de fase son un método pasivo para las fluctuaciones de temperatura. Un PCM es una sustancia, a menudo una mezcla de cera, hidratación de sal o parafina, que absorbe el calor durante la fusión y la libera durante la solidificación a una temperatura casi constante.
Técnicas activas
Unidades de helicópteros de radioisótopo (RHUs)
Los métodos pasivos no pueden suministrar suficiente calor, la nave espacial recurre a unidades de calefacción de radioisótopos. Los RHU son cápsulas pequeñas y selladas que contienen una pellets de dióxido de plutonio que genera calor mediante la caries radiactiva natural.
Heaters eléctricos y sistemas de control
Los calentadores de calor son el método más activo de calefacción. Son ligeros, fáciles de controlar, y pueden ser colocados exactamente donde se necesita calor. El uso de naves espaciales calentadores controlados por rayos solares que se activan cuidadosamente cuando un sensor indica una temperatura por debajo de un punto establecido (normalmente alrededor de -40 °C para la supervivencia) y se apagan cuando la temperatura aumenta por encima de otro umbral.
Criocoolers for Sensitive Instruments
Los instrumentos de la energía [LT] se pueden utilizar con la temperatura más fría [4].
Sistemas de transporte de calor
Pipas de calor y tubos de calor
Los tubos de calor son sellados cargados con un fluido de trabajo que transfiere pasivamente el calor de una fuente caliente a un fregadero frío a través de la evaporación y la condensación.En un manillador sombreado, una tubería de calor puede conectar una caja de aire caliente dual a un panel de radiador que se orienta hacia un par de cielo ligeramente menos frío.
Interruptores térmicos
Los interruptores térmicos son dispositivos que pueden abrir o cerrar una conexión térmica entre dos componentes, normalmente en respuesta a la temperatura o una señal eléctrica. En un cráter sombreado, un interruptor térmico puede evitar que un radiador frío drena el calor de la nave cuando no es necesario. Cuando la nave espacial genera calor de desperdicio, el interruptor se cierra, permitiendo que el calor fluya al radiador y sea rechazado.
Control térmico para misiones específicas
Misións Lunares: Shackleton, Faustini y Más Allá
El sistema de calor solar solar de la luz solar [LT], que se utiliza para la conservación de la energía solar, y que se utiliza para la conservación de la energía solar, y que se utiliza en el sistema de la energía solar
Misións de mercurio: MESSENGER y BepiColombo
Los cráteres de mercurio-refugios tienen unas condiciones aún más extremas que la Luna debido a la proximidad del planeta al Sol. Los bordes de cráter solares iluminados pueden superar los 400°C, mientras que los suelos sombreados son tan fríos como -180°C. MESSENGER (que orbitó Mercurio de 2011 a 2015) y el Bepilombo (ahora en tránsito) utilizan un control térmico sofisticado.
Asteroid and Comet Missions
Los cuerpos pequeños como asteroides y cometas también pueden tener cráteres sombreados donde las temperaturas caen dramáticamente. La misión OSIRIS-REx al asteroide Bennu utilizó una combinación de MLI, calentadores eléctricos, y un radiador pasivo para proteger sus brazos e instrumentos de muestreo durante los períodos fríos cuando la nave estaba en el lado oscuro del asteroide.
Enfoques innovadores y desarrollos futuros
Materiales avanzados
Los aerogeles se desarrollan como aislantes térmicos de alto rendimiento para el espacio. Estos materiales porosos, compuestos por matrices de silice, carbono o polímero, tienen una conductividad térmica extremadamente baja, a menudo por debajo de 0.02 W/m·K. Cuando se aplican como una capa de espuma o delgada, los aerogeles pueden reemplazar el MLI voluminoso en algunas aplicaciones, especialmente cuando se necesita apoyo estructural.
Sistemas térmicos regenerativos
Un concepto prometedor es combinar los PCM con los tubos de calor en un sistema de control térmico regenerativo. Durante los breves períodos en que se iluminan los arrays solares de un gallo (por ejemplo, en el borde de un cráter), el exceso de energía se puede utilizar para fundir un PCM. Más adelante, cuando el rover se mueve hacia la sombra profunda, el calor lunal del prototipo electrónico se libera
Utilización de los recursos in situ (ISRU)
A largo plazo, las misiones a los cráteres sombreados pueden explotar los recursos locales para el control térmico. Lunar reolith puede ser apilado para crear bermas que proporcionan aislamiento pasivo. Algunos estudios han sugerido que el retruro de microondas podría formar ladrillos sólidos o placas que actúan como barreras térmicas experimentales.
Conclusión
La exploración de los cráteres permanentemente sombreados representa una de las fronteras más exigentes para la ingeniería térmica de naves espaciales. La combinación de temperaturas ultra-bajo, largas duración sin luz solar, y la necesidad de preservar instrumentos científicos sensibles requiere un enfoque capa y multifacético. Las mejores estrategias de regulación térmica integran el aislamiento pasivo, los búferes de cambio de fase, y la calefacción activa de fuentes de radioepoletas y sistemas de energía solarestación