לטכנולוגיה הזאת יש השלכות מעבר לרכבי ירח, ביישומים רחבים יותר של ניהול חום בחלליות
אסטרונאוטים שנעים על אדמת הירח ברכב מתמודדים לא רק עם הסכנות של אפס כבידה ונפילה אפשרית למכתש, אלא גם עם תנודות דרסטיות בטמפרטורה. אקלים הירח נע בין שיא צורב של 127°C ושפל מקפיא עצמות של -173°C.
משימות הירח הבאות יצריכו מכונות אמינות שיכולות לפעול בתנאים הקשים האלה. מתוך הכרה בצורך במכונות עמידות להמשך חקר הירח, צוות מאוניברסיטת נגויה ביפן פיתח התקן מתג חוֹם שנועד לשפר את החוסן של רכבי ירח ולהאריך את משך חיי הפעולה שלהם.
“טכנולוגיית מתג חום שיכולה להחליף בין פיזור חום ביום ובידוד בלילה חיונית לחקר ארוך הטווח של הירח”, אמר החוקר הראשי מסהיטו נישיקאוורה. “במשך היום, רכב הירח פעיל, והציוד האלקטרוני מפיק חום. היות שאין אוויר בחלל, חייבים לצנן ולפזר באופן אקטיבי את החום שמפיקה האלקטרוניקה. מצד שני, בלילות המאוד קרים, חייבים לבודד את האלקטרוניקה מהסביבה החיצונית כדי שלא תתקרר מדי”.
ההתקנים הנוכחיים נוטים להסתמך על מחממים או שסתומים פסיביים המחוברים לצינורות חום בלולאה לבידוד בלילה. אבל מחממים יקרים ושסתומים פסיביים יכולים להגדיל את מהירות הזרימה של זורמים, ולגרום לירידה בלחץ שיכולה להשפיע על היעילות של מעבר החום. הטכנולוגיה שפיתח הצוות של נישיקאוורה מציעה שביל זהב. עם ירידת לחץ נמוכה יותר משסתומים פסיביים וצריכת אנרגיה נמוכה יותר ממחממים, היא שומרת על חום בלילה מבלי להתפשר על ביצועי הצינון ביום.
התקן בקרת החום שהצוות פיתח משלב צינור חום בלולאה עם משאבה אלקטרו הידרו דינמית. ביום המשאבה לא פעילה, ומאפשרת לצינור החום לפעול כרגיל. ברכבי ירח, צינור החום משתמש בנוזל קירור שעובר מחזורית בין המצבים אדים ונוזל. כשההתקן מתחמם, נוזל הקירור במאדה מתאדה, ומשחרר חום דרך הרדיאטור של הרכב. לאחר מכן האדים נדחסים בחזרה לנוזל, שחוזר למאדה כדי לספוג שוב חום. המחזור הזה מונע על ידי כוחות נימיות במאדה, ולכן הוא יעיל אנרגטית.
בלילה המשאבה מפעילה לחץ המנוגד לזרימה בצינור החום, ועוצרת את תנועת נוזל הקירור. האלקטרוניקה מבודדת לחלוטין מסביבת הלילה הקר עם שימוש מינימלי בחשמל. המחקר של הצוות כלל את בחירת צורת האלקטרודות של המשאבה, תכנון ההתקן, הערכת ביצועים וניסוי הדגמה לעצירת פעולת צינור החום באמצעות המשאבה. התוצאות הראו שצריכת החשמל בלילה הייתה כמעט אפס.
“הגישה פורצת הדרך הזאת לא רק מבטיחה את שרידות הרכב בטמפרטורות קיצוניות, אלא גם מצמצמת את הוצאת האנרגיה, שיקול קריטי בסביבת הירחית המוגבלת במשאבים”, אמר נישיקאוורה. “היא מניחה את הבסיס לשילוב פוטנציאלי במשימות ירח עתידיות, ותורמת למימוש פעילות מתמשכת של חקר הירח”.
לטכנולוגיה הזאת יש השלכות מעבר לרכבי ירח, ביישומים רחבים יותר של ניהול חום בחלליות. שילוב הטכנולוגיה האלקטרו הידרו דינמית במערכות בקרת זורמים תרמיות יכול לשפר את יעילות מעבר החום ולהפחית קשיים תפעוליים. בעתיד, הטכנולוגיה תוכל למלא תפקיד חשוב בחקר החלל.
Revolutionary Rover_H
תגובה אחת
התרגום כמעט קריא. ממליץ על עריכה לשונית