Sumąstyta ateities veneraeigių vėsinimo sistema (6)
Amerikiečių mokslininkai projektuoja vėsinimo sistemą, kurią būtų galima pritaikyti robotizuotiems zondams, ateityje važinėsiantiems Veneros paviršiumi. Aušinimo sistema yra vienas svarbiausių uždavinių, kuriuos mokslininkai turi išspręsti, norėdami, jog nuskraidintas Veneros tyrimo aparatas veiktų daugiau nei kelias valandas – planetoje tokia aukšta temperatūra, jog visa elektroninė įranga tiesiog „iškepa“.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pradžioje susipažinkime su pačios planetos atmosfera. Venerą gaubia išskirtinai tanki atmosfera, susidedanti daugiausiai iš anglies dioksido ir daug mažesnio azoto kiekio. Atmosferos slėgis ties planetos paviršiumi yra ekvivalentus tam, kuris Žemėje būna 1 km vandenyno gylyje. Dėl neįprastai didelio anglies dioksido kiekio atmosferoje, planetoje vyksta stiprus „šiltnamio efektas“, dėl kurio paviršiaus temperatūra pakyla iki 400-500 °C. Dėl to planetos paviršiaus temperatūra yra net aukštesnė nei Merkurijaus, nors Venera yra dvigubai toliau nuo Saulės ir gauna tik ketvirtį to Saulės švytėjimo, kurį gauna Merkurijus.
Prie tokios temperatūros negali veikti jokia serijinė aparatūra. Visgi tokie Veneros atmosferos ypatumai neatbaidė pirmųjų jos tyrinėtojų. 1970 – 1980 laikotarpiu į šią karštą planeta nuskrido net keletas tyrimų zondų – tuometinės Sovietų Sąjungos „Venera“ ir „Vega“ serijos zondai bei JAV paleistas „Pioneer Venus“. Visi šie aparatai sugebėjo išdirbti ne ilgiau kaip dvi valandas.
Dabar Geoffrey Landis ir Kenneth Mellott iš NASA's Glenn Research Center baigia suprojektuoti vėsinimo sistemą, pritaikyta būtent tokiam karščiui. Pagal pirminius vertinimus aparatūra su tokiu aušinimo galės veikti bent 50 žemiškųjų parų – ganėtinai nemažas laiko tarpas lyginant su 2 valandomis. Tokiam tikslui pasiekti teko sumąstyti ne tik vėdinimo sistemą, bet ir atskirų elektronikos komponentų termoizoliaciją. Tam kiekvieną iš komponentų supakuos į keramikinius izoliatorius ir patalpins juos į metalinės sferos, dydžiu sulig greipfrutu, vidų. Įsivaizduokit, kokio dydžio bus elektroninė schema, kuomet visi komponentai turės tokius „paltus“...
Nors komponentai ir izoliuoti, bet vis tiek teks išspręsti aušinimo problemą. Tam panaudotas Stirlingo šaldytuvas. Tai beveik tokia pat sistema, kaip ir Stirlingo variklis (Stirling cooler) , tik veikiantis priešingu būdu. Kaip šilumos nuvedėjas naudojamos dujos, kurios periodiškai stūmoklio pagalba suspaudžiamos arba išplečiamos. Išsiplečiančios dujos vėsins elektronikos aparatūrą, o suspaudžiant specialiame radiatoriuje jos atvės. Šiluma turės būti išsklaidoma į aplinką – įvertinant tai, jog Veneros temperatūra siekia apie 450 laipsnių Celsijaus, vadinasi suspaustos dujos privalės įkaisti daugiau nei 500 laipsnių. Taip bus užtikrinami temperatūros mainai.
Pati elektroninė įranga aušinama tokiu metodu sugebės atvėsti iki 200 laipsnių Celsijaus. Pakankamai daug, tačiau tokiose ribose jau galima surasti serijiniu būdų gaminamų elektronikos komponentų, ilgą laiką ištveriančių tokias aukštas temperatūras.
Vėdinimo sistemos normaliam darbui reikės 240 W energijos šaltinio. Mokslininku manymu tam geriausiai tiktų plutonio baterijos.
Kol kas ši sistema tik baigia teorinio projektavimo fazę. Tačiau mokslininkai nusiteikę sukonstruoti veikiantį prototipą ir įrodyti sistemos praktines galimybes.
Plačiau: Antique fridge could keep Venus rover cool