Giriş Giriş Giriş

Derin uzay araştırmaları insanlığın en hırslı elçileri, milyonlarca veya hatta milyarlarca kilometre uzaktaki gezegenleri, ayları ve yıldızları incelemek için seyahat ediyor. Ancak bu hassas aletleri karşılaşan ortamlar güneş sisteminde en çok cezalanan bariyerler arasında.Intense solar radyasyon, plazma akışları ve atmosferik giriş sırasında aerodinamik ısıtma sadece pasif tabakalar üretebiliyor; bu hassas aletleri korumak için aktif ısıtıyorlar, bu hassas noktaların ısıtılması, bu tür bir şekilde muhafaza edilmesi, ısı kalkanı.

Uzayda Aşırı Isının Fiziği

Uzaydaki ısı birkaç kaynaktan geliyor. En belirgin güneş radyasyonu doğrudan güneş radyasyonu. 1 AU (Dünya Güneş mesafe), güneş flux yaklaşık 1,361 W /m2. Ama bir uzay aracı gibi bir Probe'ye girer, ki bu da güneş yüzeyinin 650.000'den fazla ısıtılması anlamına gelir.

Uzay Misyonlarında Kullanılan Isı Shields türleri

Ablative Shields

Ablative ısı kalkanları, atmosfer girişi için en eski ve en sık kullanılan tiptir.Onlar, yüksek ısı altında kömür kullanan bir malzemeden oluşur ve işlemde ısıtılır. malzeme zayıf bir iletken olmak için tasarlanmıştır, böylece içilir.[Dörtücükler)[Düzücükler, yüksek ısı girişleri için gerekli olan yüksek ısı girişleri gerekir.

Shieldss

Ayrıca, yeniden kullanılabilir yüzey yalıtımı (RSI), düşük seviyeli bir matrixte havayı tekrar kullanan uzay koruyucuları gibi, uzay koruyucuları gibi, yüksek çözünürlükte 1.2 °C'ye dayanabiliyorlar, ancak sert koruyucular için ısıtılıyor.

Aktif Soğutma Sistemleri

Bazı görevler, ısı kalkanlarını aktif olarak ısınıyor, sıcak alanda, sert bir ısı pompasına veya yüksek enerjili bir uzay aracına sahip olmak için ısı kalkanları gerektiriyor. Derin uzay araştırmaları için, aktif soğutma, kriyojenik sıcaklıklarda çalışan araçlarda kullanılabilir.

Radiative Shields

Radiative ısı kalkanları mümkün olduğunca çok gelen radyasyonu yansıtacak şekilde çalışır. Çoğu zaman güneşe veya Hubble Uzay Teleskobunun var olduğu güneş koruyucularına sahip olduğu yerlerde genellikle yüksek çözünürlüklere güvenirler.

Heat Shield Development'daki Tarihsel Milestones

1950'lerde kıtalararası balistik füze savaşları için ilk pratik ısı kalkanları geliştirildi.Sekseffo ısı batağının yüksek çözünürlükte olduğu gibi, yaklaşık 11 km /s'te, kalkan kontrollü bir şekilde, kapsülü içerek serinledi.

Vaka Çalışması: Parker Solar Probe'nin Termal Koruma Sistemi

Belki de ısı kalkanı mühendisliğinin en aşırı örneği güneş ışığına uçarak tasarlanmıştır.En yakın yaklaşımda, TPSC (1.5) yaklaşık 1400 °C (1.5 °C) ile birlikte, güneş terasının en yüksek ısıtılması için tasarlanmıştır.

Tasarım Challenges: Kilo, Kalınlık ve İmalat

Her bir ısı kalkanı maliyet ve ücret yükü kapasitesini azaltır. Tasarımcılar hem etkili ısıtıcıları hem de mekanik olarak sağlam olan malzemeleri seçmeli. Atmosferik giriş için, kalkan, termal genişleme ve sözleşmeyi tutarken yüksek dinamik baskılar ve aerodinamik kuvvetlere sahip olmalıdır.) Üst düzeye doğru düzgün bir şekilde baskı sistemleri, bazı sert paneller olarak inşa edilir.

Malzeme Bilimindeki Yenilikler

Son zamanlarda, yeni bir ısı kalkanı malzemesi ürettiler.()Carbon-fiber-reinforced silikon lik (C/SiC)[Döneticileri 1 ), yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte sıcaklıkları ve düşük ısı iletkenliği için dikkate alma yeteneği[değiştir | kaynağı değiştir].

Dünyadaki ısı Shields test

Herhangi bir ısı kalkanı uçabilir, yüksek akımlı bir elektrik yayını hava veya azot akışı ile test etmek gerekir.Dörtücük hızlar için kullanılan ısı koruyucusu (Dönemli) için kullanılan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte bulunan bir akışa sahiptir.

Future: Next-Generation Heat Shields

Uzay ajansları daha fazla aşırı destinasyonlara görevler planlarken, ısı kalkanı teknolojisi önceden tahmin edilmelidir. [Dördüşük ısıtılabilir[Döneticileri) Bu tür bir ısıtılabilir.(PCM) ısıtılırken, ısı kalkanları azaltılabilir.

Daha fazla bilgi için, NASA'nın Parker Solar Probe'nin ısı kalkanının genel bakışını görmek [FONTA Parker Solar Probe TPS) tarafından yapılan giriş Probesi).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Heat kalkanları pasif yalıtım katmanlarından çok daha fazlasıdır; her ısı kalkanı, kütle, termal iletkenlik, ablation kinetics ve yapısal bütünlüğü dengeleyen sistemlerdir. İlk gün boyunca balistik füzelerin reentry'ye iten - Parker Solar Probe'nin en yüksek karbon köpüklerini, her türlü ısı kalkanının atmosferini genişleterek, gelecek adımların yüzeyindeki bir uzay aracının yüzeyine geri dönmelerine izin verecek.