ยานอวกาศในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ยานอวกาศในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

พื้นที่ไม่ใช่สถานที่ที่เหมาะสำหรับการใช้งานเครื่องมือ รังสีคอสมิกทอดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาต้องรับมือกับความแปรปรวนของอุณหภูมิอย่างมาก และสำหรับภารกิจที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ลมสุริยะจะค่อยๆ กัดเซาะพื้นผิวแสงที่สัมผัสได้ ลองพิจารณา ซึ่งเป็นภารกิจ ที่ออกแบบมาเพื่อสังเกตดวงอาทิตย์จากระยะใกล้ วงโคจรรูปวงรีของยานอวกาศจะพายานอวกาศไปในระยะ 42 ล้านกิโลเมตร

จากดวงอาทิตย์

เป็นระยะ ซึ่งจะมีอุณหภูมิสูงถึง 790 เคลวิน แผ่นบังแดดจะช่วยป้องกันได้บางส่วน แต่เครื่องมือ 10 ชิ้นซึ่งรวมถึงสเปกโตรมิเตอร์รังสีอัลตราไวโอเลตที่เรียกว่า (การถ่ายภาพด้วยสเปกตรัม) ของสภาพแวดล้อมโคโรนา) ยังคงต้องรับมือกับความร้อนจัด นอกจากนี้ เครื่องดนตรีเหล่านี้หลายชิ้นจำเป็นต้องแช่เย็น

ให้ต่ำถึง 213 เค สภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์บางแห่งนั้นรุนแรงกว่านั้น ตัวอย่างเช่น ดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิว 730 K ความดันพื้นผิวสูงกว่าโลกเกือบ 90 เท่า และมีบรรยากาศที่เป็นกรดกัดกร่อน มียานอวกาศเพียงไม่กี่ลำเท่านั้นที่เคยลงจอดได้สำเร็จ และยานอวกาศที่รอดชีวิตเพียงไม่กี่ชั่วโมง

ภายในภาชนะความดันขนาดใหญ่ก่อนที่จะยอมจำนนต่อสภาวะที่ไม่อาจให้อภัยได้ หากเราต้องการส่งยานอวกาศไปที่นั่นอีกครั้ง เราจะต้องหาวิธีอื่น การผสมผสานของสภาวะสุดขั้วที่แตกต่างกันทำให้เกิดความท้าทายที่ยากสำหรับนักออกแบบเครื่องดนตรี อย่างไรก็ตาม การวางแผน การออกแบบ 

และการทดสอบอย่างรอบคอบสามารถลดอันตรายได้ ในขณะที่การสร้างแบบจำลองอันชาญฉลาดสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ตัวอย่างเช่น หนึ่งในงานที่สำคัญที่สุดในช่วงเริ่มต้นของขั้นตอนการออกแบบคือการพัฒนาแบบจำลองความร้อนของยานอวกาศ 

โมเดลนี้ระบุว่าส่วนใดของยานอวกาศที่ร้อนที่สุด ส่วนใดยังคงเย็นที่สุด และพื้นที่ใดที่สามารถใช้ระบายความร้อนได้อย่างปลอดภัย แบบจำลองการระบายความร้อนสำหรับเครื่องมือแต่ละชิ้นบนยานอวกาศจะต้องประกอบเข้ากับอุปกรณ์อื่นๆ ทั้งหมด เช่นเดียวกับโปรไฟล์ความร้อนโดยรวมของยาน 

ต้องใช้

ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องดนตรีชิ้นหนึ่งไม่ส่องแสงสว่างและความร้อนมากเกินไปจนทำให้เพื่อนบ้านอุ่นขึ้น เมื่อบรรลุสิ่งนี้เท่านั้นจึงจะสามารถเริ่มสร้างเครื่องมือได้ “เป็นธุรกิจที่มีความเสี่ยงสูง ดังนั้นคุณต้องแสดงความเป็นไปได้ตั้งแต่เริ่มต้น”  นักออกแบบเครื่องมือจาก 

ของสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งอำนวยความสะดวกแห่งสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นสถานที่สร้างและทดสอบ “ไม่มีเครื่องมือใดได้รับการออกแบบหรือสร้างโดยไม่รู้ว่าพวกเขาจะอยู่รอด”ซ่อนตัวจากความร้อนหรือไม่ มีเทคนิคหลายอย่างเพื่อเพิ่มโอกาสให้เครื่องมืออยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย 

ตัวอย่างเช่น เครื่องมือส่วนใหญ่บน อยู่หลังแผ่นบังแดดขนาด 3.1 × 2.4 ม. ที่สร้างจากแผ่นฉนวนหลายชั้นประกบระหว่างพื้นผิวเคลือบสีดำสองแผ่น แน่นอนว่าเครื่องมือนี้ไม่สามารถซ่อนจากแสงแดดได้ทั้งหมด เนื่องจากจำเป็นต้องสังเกตการณ์ ดังนั้น โล่จึงมีประตูเล็ก ๆ ที่นำไปสู่ช่องทางป้อน

ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แสงแดดส่องผ่านได้ 30 วัตต์ จากนั้นแสงจะตกกระทบกระจกหลักที่เคลือบด้วยโบรอนคาร์ไบด์ ซึ่งจะสะท้อนความถี่อัลตราไวโอเลตไปยังตะแกรงกระจายแสงของเครื่องมือและจากนั้นไปยังตัวตรวจจับ ความถี่ที่มองเห็นได้และอินฟราเรดซึ่งนำพาความร้อนส่วนใหญ่ผ่านกระจก

โดยตรงและกลับออกไปในอวกาศ ด้วยวิธีนี้ กระจกและทางออกสู่อวกาศช่วยให้เครื่องมือเย็นลงแบบ “เฉยๆ” ตรงข้ามกับการระบายความร้อนแบบ “แอคทีฟ” ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีบานเกล็ดหรือหม้อน้ำที่บรรจุฮีเลียมเหลว “มันน่าทึ่งมากที่เพียงแค่การระบายความร้อนแบบพาสซีฟ คุณจะได้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน

มากรอบๆ ยานอวกาศ” คาลด์เวลล์กล่าว จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อไม่มีทางซ่อนตัวจากความร้อนเหมือนบนดาวศุกร์? อายุขัยที่สั้นของยานลงจอดก่อนหน้านี้ได้ช่วยห้ามหน่วยงานอวกาศไม่ให้ส่งยานดังกล่าวขึ้นสู่ผิวน้ำมากขึ้น แต่นั่นอาจมีการเปลี่ยนแปลง นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานได้พัฒนาวงจรใหม่ที่สามารถ

อยู่รอดได้

นานหลายเดือนหรือหลายปี อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นจากสารกึ่งตัวนำซิลิกอนคาร์ไบด์ ถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูงมาระยะหนึ่งแล้ว และเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม กล่าวว่า สิ่งที่คนส่วนใหญ่คิดว่า “อุณหภูมิสูง” อยู่ที่ประมาณ 400 K ถึง 520 K เท่านั้น 

ซึ่งยังคงห่างไกลจากสภาวะของดาวศุกร์” “มีการสาธิตต้นแบบอิเล็กทรอนิกส์ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่สั้นกว่ามากที่อุณหภูมิดาวศุกร์ ทีม ได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของ SiC มีสิ่งที่จำเป็นเพื่อความอยู่รอดบนดาวศุกร์ หลังจากสร้างแบบจำลองการทดสอบด้วยชิปวงจรรวมที่มีทรานซิสเตอร์เพียง 24 ตัว 

กลุ่ม ได้ใช้ เพื่อจำลองสภาวะของดาวศุกร์และนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ไปใช้ ห้องเหล็กกล้าไร้สนิมยาว 1.2 ม. นี้มีปริมาตร 800 ลิตร และไม่เพียงสามารถจำลองความดันและอุณหภูมิบนดาวศุกร์เท่านั้น แต่ยังจำลององค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่มากที่สุด 10 ชนิดในชั้นบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ของโลกด้วยความแม่นยำเพียงส่วนต่อล้าน นอกจากนี้ แท่นขุดน้ำมันยังสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมอื่นๆ รวมถึงสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ และยังสามารถรับแรงกดดันได้สูงกว่าที่พบในดาวศุกร์ แม้ว่าจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าก็ตาม มันกลับกันกับห้องสุญญากาศ

กล่าว ข้อกำหนดสำหรับห้องที่มีไว้สำหรับการทดสอบยานอวกาศและเครื่องมือวัดอาจแตกต่างกันไป เขาอธิบาย แต่โดยทั่วไปแล้วห้องเหล่านี้สร้างจากเหล็กกล้าไร้สนิมขัดเงาด้วยไฟฟ้าซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซ นอกเหนือจากนั้น ข้อกำหนดเฉพาะอาจรวมถึงน้ำหนักที่สามารถบรรทุกได้ 

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100