![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
Entry tags:
Замерзаем в скафандре
Типичное заблуждение по поводу терморегуляции скафандра - в ваккууме тепло не отводится, поэтому нужна система охлаждения.
На деле, если мы посмотрим на формулу излучения черного тела, то увидим что при 300К излучается порядка 500 Вт/м²(цифру можно также грубо прикинуть взяв температуру Земли и солнечную постоянную). Поверхность тела человека порядка 2 м², поверхность скафандра еще больше. Так что уж киловатт тепла излучением отвести можно. Лунные скафандры рассчитывались на отвод до 600 Ватт, так что киловатта хватает за глаза.
Проблема нагрева Солнцем в основном решается подбором краски отражающий видимый спектр и излучающей в инфракрасе - забавно, но при этом в идеале отвод на солнечной стороне почти не отличается от теневой. Дело в том что площадь пересечения спектра Солнца и спектра тела с темпертурой 300К минимальна.
На самом деле проблема в неравномерности поступления и отвода. В состоянии покоя человек выделяет порядка сотни Ватт, при не самой напряженной работе, как упоминалось выше, 600 - разброс в 6 раз. Относительно много выделяет голова, и именно она сильно чувствительна к перегреву. Ноги активно работают на поверхности и висят мертым грузом в невесомости.
Плюс для комфорта и безопасности космонавта нужны несколько слоев - что затрудняет теплоотвод. Плюс воздух внутри скафандра плохо перераспределяет тепло. Так что жидкостная система распределения тепла нужна в любом случае, а уж жидкость сублимацией охлаждать элементарно и такое охладение легко настраивается. А вот радиационное охладение регулируется не очень.
Update. Аналогичная прикидка из "Физики полета" Стасенко.
На деле, если мы посмотрим на формулу излучения черного тела, то увидим что при 300К излучается порядка 500 Вт/м²(цифру можно также грубо прикинуть взяв температуру Земли и солнечную постоянную). Поверхность тела человека порядка 2 м², поверхность скафандра еще больше. Так что уж киловатт тепла излучением отвести можно. Лунные скафандры рассчитывались на отвод до 600 Ватт, так что киловатта хватает за глаза.
Проблема нагрева Солнцем в основном решается подбором краски отражающий видимый спектр и излучающей в инфракрасе - забавно, но при этом в идеале отвод на солнечной стороне почти не отличается от теневой. Дело в том что площадь пересечения спектра Солнца и спектра тела с темпертурой 300К минимальна.
На самом деле проблема в неравномерности поступления и отвода. В состоянии покоя человек выделяет порядка сотни Ватт, при не самой напряженной работе, как упоминалось выше, 600 - разброс в 6 раз. Относительно много выделяет голова, и именно она сильно чувствительна к перегреву. Ноги активно работают на поверхности и висят мертым грузом в невесомости.
Плюс для комфорта и безопасности космонавта нужны несколько слоев - что затрудняет теплоотвод. Плюс воздух внутри скафандра плохо перераспределяет тепло. Так что жидкостная система распределения тепла нужна в любом случае, а уж жидкость сублимацией охлаждать элементарно и такое охладение легко настраивается. А вот радиационное охладение регулируется не очень.
Update. Аналогичная прикидка из "Физики полета" Стасенко.
no subject
no subject
"Притяжение Луны" Филин В.М.
В учебниках физики часто приводится пример, иллюст
рирующий абсолютно черное тело.
Вот и у нас на поверхности
Луны после выключения основной двигатель превращался в
такое тело. А значит, он мог быстро переохладиться. Нужно
было не допустить этого. Установили специальные поворот
ные крышки на донном экране. Правда, пришлось сильно
помучиться с их закрытием. Привод закрытия выбрали пру
жинный, а вот снимать стопор - была задача. Перебрав мно
жество вариантов, остановились на использовании пиропат
рона. Условия его работы были экстремальными, ведь он на
ходился практически у соплового аппарата, где температура
истекающего газа была в несколько сот градусов. Такие ус
ловия приводили к тому, что могло произойти самосрабаты-
вание. Долго бились над конструкцией защиты. Нашли ре
шение. Применили жаропрочный корпус из пластика, прове
ли испытания и внедрили