Охлаждающей жидкостью для солнечных панелей космического корабля станет вода
NASA отправит на орбиту Солнца аппарат Parker Solar Probe. Это будет первый в истории космический корабль, который сможет попасть в коронарную область Солнца. Об этом сообщает Популярная механика.
Полеты в таких экстремальных условиях требуют принятия особых мер предосторожности. Системы охлаждения зонда и его солнечные батареи так же уникальны, как и вся миссия.
NASA ожидает, что во время солнечного рейса зонд будет находиться в пределах 6 миллионов километров от поверхности Солнца.
Специальный щит, ширина которого составляет 2,4 метра, называется системой тепловой защиты (TPS) и будет защищать большую часть компонентов космического корабля от основного теплового излучения. Солнечные панели корабля тоже будут подвержены воздействию тепла и потребуют надежной системы охлаждения.
Интересно, что предпочтительной охлаждающей жидкостью для солнечных панелей космического корабля является… вода.
"Часть финансирования демонстрационных технологий NASA была использована APL и нашими партнерами в UTAS для изучения различных хладагентов, – рассказывает Мэри Кэ Локвуд, инженер систем космических аппаратов Parker Solar Probe Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL). – Но для диапазона температур, который нам требовался (от 10°С до 125°С) из-за многочисленных ограничений именно вода стала отличным решением".
Чтобы температура кипения воды превысила отметку в 125°С, жидкость будет находиться под давлением, а процесс деионизации будет лишать воду любых минералов, которые могли бы оказать негативное воздействие на работу системы.
Хотя TPS будет нагреваться до 137°С, система охлаждения предназначена для поддержания солнечных панелей на функциональном уровне при нагреве в 182°С или ниже. Пролетая сквозь атмосферу Солнца, панели будут получать в 25 раз больше солнечной энергии, чем на орбите Земли.
Закипание воды в системе охлаждения — не единственная проблема. Исследователи из APL также должны предотвратить замерзание воды в космосе. Во время запуска аккумуляторный бак будет содержать 5 литров воды, которая не замерзнет до тех пор, пока корабль не достигнет более теплых областей космоса. Система охлаждения также будет включать в себя двухскоростные насосы и четыре радиатора из титановых труб с алюминиевыми ребрами толщиной всего в 0,5 мм. Система охлаждения обладает мощность в 6000 Вт, что достаточно для охлаждения средней гостиной. Это важно, поскольку аппарат будет подвергаться сильным колебаниям температуры, когда попадет в космос.
Сложность миссии потребует от Parker Solar Probe автоматически сдвигаться и настраиваться, чтобы TPS находился в правильном положении для защиты корабля. По словам Локвуд, даже простое изменение угла наклона солнечных панелей к Солнцу потребовало бы увеличить степень охлаждения на 35%.
"Невозможно сделать эти корректировки с Земли, а это значит, что система должна сама координировать свои действия, – объясняет Мэри. – APL разработала множество систем, включая управление углом наклона, систему пилотирования и электропитания, автономное программное обеспечение полета, которые работают в связке с системой охлаждения солнечной батареи".
- ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: NASA открыло 219 новых планет
Предполагается, что солнечный зонд Parker станет одним из самых автономных космических аппаратов, когда-либо выпущенных в космос.
Новый солнечный космический корабль NASA будет наблюдать за тем, как энергия и тепло движутся через солнечную корону, а также исследует поведение солнечного ветра и энергичных солнечных частиц. Это важно, поскольку солнечный ветер может разрушить спутники и повлиять на электрические сети на Земле.