مرکز مطالعات و پژوهشهای فلکی - نجومی
6026
|
واحد خبر مركز |
1400/11/09
622
|
چاپ
طراحی سیستم گرمایشی جدید برای گرم نگه‌داشتن فرودگرها روی سطح ماه
یک شرکت فناوری فضایی، سیستم گرمایشی جدیدی را برای گرم نگه‌داشتن فرودگرها روی سطح ماه طراحی کرده و امیدوار است بتواند آن را به زودی روی سطح ماه آزمایش کند.
به گزارش واحد خبر مرکز مطالعات و پژوهش های فلکی نجومی به نقل از isna
و نیو اطلس، با کاهش دما و رسیدن به دمای منفی ۲۳۲ درجه سلسیوس، شب‌های ماه مناسب تجهیزات الکترونیکی نیستند. شرکت فناوری فضایی "ماستن" (Masten)، روش جدیدی را برای مقابله با این مشکل در قالب یک "سیستم یکپارچه حرارتی و الکتریسیته شبانه" (NITE) ابداع کرده است که از واکنش‌های شیمیایی برای گرم نگه داشتن تجهیزات الکترونیکی فرودگر استفاده می‌کند.
اگرچه ماه تنها یک چهارم میلیون مایل از زمین فاصله دارد اما محیط آن متفاوت است. تنها یک ششم گرانش در آن وجود دارد، مقدار کمی آب در دهانه‌های قطبی یا در سنگ‌ها محبوس است، خاک آن از ذرات بسیار ساینده تشکیل شده است که از طریق الکتریسیته ساکن به انواع مواد می‌چسبند، سطح ماه دائما توسط پرتوهای کیهانی بمباران می‌شود و جو آن قدر ضعیف است که مشکلی برای همه مقاصد به شمار می‌رود.
همه این شرایط برای هر فرودگری که در ماه فرود می‌آید، به اندازه کافی بد هستند اما شرایط دمای ماه نیز قابل توجه است. ماه طی روز، گرمتر از آب جوش و طی شب، صدها درجه زیر صفر است. این بدان معناست که احتمال یخ زدن باتری‌ها و وسایل الکترونیکی یک فضاپیما طی ۱۴ روز و شب وجود دارد.
مهندسان حوزه فضا از دهه ۱۹۶۰، با دو جایگزین مواجه شده‌اند. آنها یا باید فضاپیمایی می‌ساختند که حداکثر ۱۴ روز در معرض نور خورشید قرار بگیرد و می‌پذیرفتند که در همان شب از بین برود یا روی راه‌هایی برای گرم نگه داشتن آن تا هنگام طلوع خورشید کار می‌کردند.
روش معمول گرمایشی که در ماموریت‌های آمریکا، روسیه و چین استفاده می‌شود، تجهیز فرودگرها و بسته‌های ابزار به "ژنراتورهای رادیو حرارتی" (RTG) بوده است که از تجزیه عناصر رادیواکتیو برای ایجاد گرما و گاهی اوقات الکتریسیته استفاده می‌کنند.
یک جایگزین جدیدتر، استفاده از باتری‌های لیتیوم-یونی یا قلیایی است که می‌توانند بار الکتریکی زیادی را در خود نگه دارند. این باتری‌ها به اندازه نسخه‌های هسته‌ای کارآمد نیستند، به باتری بزرگ و همچنین سیستمی برای گردش گرما نیاز دارند و باید هر روز با استفاده از پنل‌های خورشیدی شارژ شوند اما ارزان‌تر هستند و مشکل کمبود سوخت یا تشعشعات هسته‌ای را ندارند.
سیستم یکپارچه حرارتی و الکتریسیته شبانه که یک نسخه به‌روزشده در "سیستم گرمایش اکسیداسیون فلزات" (MOWS) است، با استفاده از فلزات و اکسیدکننده باقیمانده از سیستم پیشران فرود، روش دیگری را برای حل کردن مشکل گرمایش در پیش می‌گیرد که برای تولید یک واکنش شیمیایی در جهت تولید گرما و نیرو استفاده می‌کند. سیستم طی روز خاموش می‌شود تا از گرمای بیش از حد جلوگیری کند.
به گفته ماستن، سیستم یکپارچه حرارتی و الکتریسیته شبانه از مزایای تولید گرمای یک سیستم باتری برخوردار است اما هفت برابر سبک‌تر است. این سیستم می‌تواند کاوشگرها و سایر وسایل حمل و نقل یا تجهیزات را برای بیش از یک سال با اکسیدکننده یا اکسیژن کافی به دست آمده از آب ماه گرم کند اما حدود ۵۰ میلیون دلار ارزان‌تر از ژنراتورهای رادیو حرارتی و ۱۰ میلیون دلار ارزان‌تر از باتری‌ها است.
ماستن پیشتر این سیستم را با استفاده از سوخت‌های گوناگون و سیستم‌های مبتنی بر آب آزمایش کرده و امیدوار است نسخه نهایی را تا اواسط سال جاری، در محیط ماه آزمایش کند.