מבוא

חקירות חלל עמוקות הן השליחים השאפתניים ביותר של האנושות, מסעות מיליוני קילומטרים או אפילו מיליארדי קילומטרים כדי ללמוד כוכבי לכת מרוחקים, ירחים וכוכבים, אך סביבות שהם נתקלים בהן הן בין הענישה ביותר במערכת השמש.קרינת השמש, זרמי פלזמה, ואוויר דינמי חימום במהלך כניסה אטמוספירית יכול לייצר טמפרטורות גבוהות מספיק כדי לחוסם מתכות עדינות אלה ממפלות קיצוניות לרכיב פנימי, אפילו לא מחוספס, ללא לחץ דם פעיל זה, אלא כדי למנוע מגבלות חום.

הפיזיקה של חום קיצוני בחלל

חום בחלל מגיע ממספר מקורות.המובן מאליו הוא קרינה סולארית ישירה. במרחק של 1 AU (מרחק כדור הארץ-שמש), פלוקס השמש הוא בערך 1,361 W/m2, אבל עבור בדיקה כמו פרקר סולבה, אשר טס בתוך 6.2 מיליון קילומטרים של פני השמש, כי פלוקס יורד על פני יותר מ -650,000 W/m2.

סוגים של מגן חום בשימוש במשימת חלל

מגן עדן

(ב) מגן חום הוא הסוג העתיק ביותר ונפוץ ביותר לכניסת אטמוספרית (החומר) מורכב מחומר שכריז, נמס, ומחוספס תחת חום גבוה, נושא אנרגיה תרמית בתהליך.החומר מחושב בדיוק כדי להבטיח כי זרם המסכן של 2,000 יחידות לשימוש על גבי מערכת הגנה יעילה על פני כדור הארץ:0PICAFIRFIRFIRFIRECT 1LT 1 (מהפכה בלתי מבוקרת) ו-מהפכה ל-RVICRVICRICRICRICRICRICRICER (OL) הוא צורך ב-RICER (VICER) ו-RICRICRICEROL2, כולל: 4.

מגן עדן

ידוע גם כחדירה של משטח (RSI), מגינים אינסולטיביים משמשים על חלליות אשר נכנסים שוב ושוב לאטמוספירה, כגון מעבורות חלל.המגן הזה עשוי מחומרים כמו FLT:0silica או alumina סיבים סולריים נספגים מאוד, אך הם נמצאים במרחק של יותר ממטרת חימום אווירי מים נמוכים, אך הם לא יכלו לעתים קרובות לעמוד במגפות אוויריות נמוכה יותר; אבל הם לא יכלו לעמוד על פני שטח.

מערכות קירור Active Cooling

חלק מהמשימות דורשות מגינים חום אשר באופן פעיל להסיר חום באמצעות קירור מבוזר.לטווח פעיל קירור בשימוש כאשר שיטות ניתוח פסיבי לא יכול לעמוד - למשל, בתאי הבעירה של מנועי טילים או בחלליות המופעלות על ידי גרעיני.עבור בדיקות חלל עמוקות, קירור פעיל עשוי להיות מועסק בכלי פעולה שפועלים בטמפרטורות Cryogenic.

רדיטיבית Shields

(הופנה מהדף רדינלי חימום פועל על ידי התבוננות בקרינה הקרובה ככל האפשר.הם משמשים לעתים קרובות להגנה השמש הפונה, שבה אין אווירה קיימת.מגן זה בדרך כלל מתכות מלוטשות מאוד או ששמיכות בידוד מרובות שכבות (MLI) The FLT:0 Golden-Comissive Sun (מקלטי) 1 קפטון או שכבת אלומיניום בשימוש על לווייניים רבים וטלסקופ החלל האבל הם דוגמאות רנדיטיביות למשטח פנימי;

ראשי תיבות של Heat Shield Development

(הופנה מהדף מגיני החום המעשיים הראשונים פותחו בשנות החמישים עבור ראשי טילים בליסטיים בין יבשתיים (Fortal Anticontinentalalטילים) גישה כוחנית של כיור חום כבד של נחושת, אשר הציע ביצועים טובים בהרבה למשקל יחידה: (FLT:0Apollo) ל-FLT:1 השתמש ב- AVCOAT על גבי הקומנדו, כמות גדולה יותר של סיבים-phenolicb עם קפסולה מיוחדת של 11 קפסולה.

אתר הנופש: פרקר השמש Probe's Thermal Protection System

אולי הדוגמה הקיצונית ביותר של הנדסת מגן חום היא מערכת הגנה עבה (TPS) 1.5FLT:1 על שטח השמש פארקר Probe (PSP) הושק בשנת 2018, PSP הוא עובר אל קוטר הגנה עבה של 1.5 מעלות השמש - פחות מ 10 לוחות סולאריים מגיני השמש על פני כדור הארץ הקרובה ביותר, בצד השמש של TPS מגיע לטמפרטורות של בערך 1,400 מעלות צלזיוס) לאחר מחזור אווירי פחמן (F2 רגל) הוא עדיין מגובה של כדור הארץ.

אתגרים עיצוב: משקל, תותבות וייצור

כל קילוגרם של מגן חום מוסיף עלות ולהפחית את יכולת החיוב.מעצבים חייבים לבחור חומרים שהם גם אינסולטורים תרמיים יעילים ועמידים מכניים.לכניסה אטמוספירית, המגן חייב לשרוד לחצים דינמיים גבוהים וכוחות אווירודינמיקה תוך כדי העלאה של 5 פעמים (FLT) כולל גם לחץ אווירי לחץ אווירי נוקשה (DV) של מגבלות מהירות (DV) ו-DValphi) הוא גם מצמצם במידה מסוימת של מגבלות מהירות (FLT) של .

חידושים במדעי החומרים

(הופנה מהדף חדש של חומרי מגן חום (FLT:0) ,Fon-fiber-reinforced סיליקון carbide (C/SiC) ,3) , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בדיקות הגנה על כדור הארץ

(ב) לפני כל מגן חום יכול לעוף, יש להוכיח במתקני כי סימולציה הסביבה החמורה של כניסה או חימום סולארי אינטנסיבי (FLT:0Arc סילון מנהרות רוח FLT 1) לייצר גז גבוה עד כה על ידי העברת קשת חשמלית גבוהה דרך זרם של אוויר או חנקן.

ראשי תיבות של: Next-Generation Heat Shields

(ב) כסוכנויות חלל מתכננים משימות ליעדים קיצוניים יותר, טכנולוגיית מגן החום חייבת להתקדם (FLT:0 Nuclear) כמניעה תרמית של 1Venus, אשר יכולה לייצר כמויות עצומות של חום שיש לדחות, הדורשות מגנים קלים של קרינה (FLT) ו- 7.2Venus in-situating system) כדי להגדיל את היקף ה-Ricials (R) של אנרגיה) של פחמן-FLT5)

לקבלת מידע נוסף, ראה סקירה של נאס"א של מגן החום של פרקר השמש Probe ב-FLT:0NASA פרקר סולר Probe TPSIRFLT:1 ; פרטים נוספים על חומרים הקשורים לחומרים הקשורים ל-FLT:2NASA דוחות טכניים Server על PICAFLT 3: הסוכנות האירופית מספקת גם משאבים ארכיטיביים על פני אספקת מגיני כניסה ב-FLT:43 , ProVA5:

מסקנה

מגיני חום הם הרבה יותר מאשר שכבות פסיביות של בידוד; הם מנדסים בקפידה מערכות אשר מאזן מסה, מוליכות תרמית, קינטיקה, ושלמות מבנית.מן הימים הראשונים של טילים בליסטיים חוזרים אל קצף פחמן החדשני של השמש פרקר השמש Probe, כל דור של מגן חום הרחיב את המעטפה של תנאים קשים.