Экстремальные температуры Луны и отсутствие атмосферы затрудняют работу техники. Для решения этих проблем группа инженеров из Университета Нагои под руководством доктора Масахито Нишикавара разработала технологию энергосберегающего охлаждения луноходов.
Проблемы выживания на Луне
Условия на Луне очень трудны для техники из-за длительных световых суток – по четырнадцать земных дней. Температура колеблется от -173 °C ночью до 127 °C днем. Без атмосферы, которая могла бы равномерно распределять тепло, луноходы вынуждены переносить резкие температурные изменения. Морозные ночи требуют отопления для поддержания рабочих температур батарей и электроники, а жаркие дни – активного охлаждения, чтобы не допустить перегрева.
Для нагрева деталей ночью применяются электрические радиаторы, а днем — активные системы охлаждения. Но эти методы расходуют много энергии – ценного ресурса на Луне, где луноходы полагаются на батареи от солнечных панелей. Эти батареи функционируют четырнадцать дней без подзарядки, что ограничивает доступную для обогрева и охлаждения энергию.
Пассивные системы охлаждения, например петлевые тепловые трубы (LHP), функционируют как холодильники. Эффективность и отсутствие необходимости в электричестве – их плюсы, но непрерывность работы ставит под вопрос применение во время ночи.
Переключение между охлаждением днем и изоляцией ночью энергоэффективным способом – ключ к выживанию луноходов.
Технологическая инновация для освоения Луны
Новая разработка учёных из Университета Нагоя объединяет плюсы петлевых тепловых труб и электрогидродинамических насосов. Для управления потоком хладагента используется электрический ток, создающий магнитное поле, которое воздействует на хладагент. Такой способ позволяет регулировать поток хладагента без потерь эффективности, присущих механическим клапанам.
В отсутствие необходимости в охлаждении EHP осуществляют незначительное противодействие потоку хладагента, расходуя при этом мало энергии.
Сочетание LHP и EHP позволяет точно и энергоэффективно управлять охлаждением луноходов. В дневные часы система эффективно рассеивает тепло от электронных компонентов. Ночью система изолирует их для защиты от экстремального холода, расходуя при этом мало энергии. Такой метод не только обеспечивает выживание луноходов в условиях крайних температур, но и оптимизирует использование ограниченных энергетических ресурсов.
Минимизация энергопотребления и повышение эффективности охлаждения этой инновации могут изменить подход к планированию и выполнению лунных миссий, открывая возможности для более устойчивого и глубокого изучения Луны.