A A A A Автор Тема: Россия собирается вернуться на Венеру.  (Прочитано 11636 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн vagabond

  • *****
  • Сообщений: 1 011
  • Рейтинг: +24/-0
    • Общественный космический фонд
хы зы как там американцы создали чипы сколь угодно долго работающие при температурах 400-500 градусов... и из чего, когда обычная кремниевая да и из других материалов пожалуй перестаёт нормально работать уже при температуре 200-250 градусов уж точно.
Vagabond дал ссылку. Чипы сделаны из кремния со специальными добавками. Кроме того, можно подумать и придумать что-то типа кондиционера, охлаждающего внутренности аппарата.

[.

Вот насчет "кондиционера":

http://www.popmech.ru/article/2679-holodilnik-dlya-veneryi/

Холодильник для Венеры: Чтобы транзисторы не спеклись

На поверхности Венеры побывали несколько советских станций и американский зонд. Все они передали на Землю массу ценной информации, однако ни одному не удалось проработать дольше пары часов. Их погубила убийственная жара, буквально спекшая всю бортовую электронику. Чтобы подобное не повторялось, в будущих венероходах будет использоваться специальный холодильник для «электронных мозгов».

На поверхности Венеры царит настоящее пекло — 475 градусов по Цельсию (достаточно, чтобы расплавить свинец) при давлении порядка 100 атмосфер. Подобные условия смертельны не только живых организмов, но и для автоматических роботов, вернее — для их электронной начинки. Между тем идея послать на Венеру полноценный аппарат наподобие марсохода по-прежнему весьма привлекательна. В принципе, эта идея вполне осуществима — нужно лишь разработать эффективную систему охлаждения электронных цепей, способную действовать в условиях поверхности Венеры.

Проект такой системы уже готов — его создали Джеффри Лендис (Geoffrey Landis ) и Кеннет Меллотт (Kenneth Mellott). По их расчетам, холодильник способен увеличить срок жизни венероходов как минимум до 50 земных дней. Ученые намерены укутать «электронные мозги» венерохода керамической теплоизоляцией и поместить их внутрь металлической сферы размером со средний грейпфрут. Охлаждение сферы будет осуществляться с помощью двигателя Стирлинга, изобретенного еще 1816 г. – «Популярная Механика» уже рассказывала о таком двигателе (и показывала его в работе): «Воздушная машина преподобного Стирлинга».

Вкратце, двигатель Стирлинга – это довольно изящная и эффективная тепловая машина, способная преобразовывать в работу любую разницу температур. В самой простой своей конфигурации двигатель состоит из закрытого цилиндра, (горячего с одной стороны и холодного — с другой), а также двигающегося поршня со специальным вытеснителем, изменяющим объем горячей зоны цилиндра. Двигатель работает за счет чередующегося нагревания и охлаждения рабочего тела, в роли которого может выступать любой газ. При нагревании газ увеличивается в объеме, а при охлаждении наоборот, уменьшается — это и обеспечивает движение поршня. В процессе работы газ постоянно перекачивается из холодной зоны в горячую и обратно. При этом он сперва проходит через раскаленный теплообменник (именно сюда подводится тепло, служащее источником энергии для движения), а при возвращении — через охлаждающий радиатор.

Двигатель Стирлинга может работать и в обратную сторону, то есть преобразовывать движение в тепловой градиент — если принудительно двигать поршень в цилиндре, между двумя резервуарами для газа (теплообменником и радиатором) будет нарастать температурная разница. В охладителе для венерианских аппаратов роль теплообменника будет играть металлическая сфера с электронной начинкой внутри. Для того, чтобы такой холодильник успешно работал, температура газа в радиаторе должна быть больше температуры окружающей среды, поэтому рабочее тело будет нагревается в нем до 500О. Это всего лишь на 25О теплее, чем в среднем по Венере, однако при правильном подходе этого должно хватить для создания в охладительной камере температуры в 200О, вполне пригодной для устойчивой работы электронных цепей.

Проектируемый охладитель будет потреблять 240 Вт, поэтому для его питания ученые планируют задействовать специальную плутониевую батарею, черпающую электричество из энергии ядерного распада. «Следующим шагом станет постройка рабочего прототипа, способного наглядно продемонстрировать жизнеспособность нашей идеи», — подытоживает Джеффри Лендис.

Впрочем, возможно, более экономным будет использовать новый тип электроники, выдерживающей разогрев до 650 градусов и работающей, даже раскалившись докрасна – читайте об этой технологии: «Работает и краснеет».

По публикации The New Scientist Space

Оффлайн vagabond

  • *****
  • Сообщений: 1 011
  • Рейтинг: +24/-0
    • Общественный космический фонд
Но "фоткать" поверхность в оптическом диапазоне оттуда не получится. Углекислый газ хорошо поглощает и рассеивает свет. А здесь его на много порядков больше, чем на Марсе. Даже если бы не было облачного покрова, мы все равно поверхность Венеры не увидели бы.  

Разве? А я читала, что ниже облаков атмосфера Венеры практически прозрачна.
Откуда сведения о непрозрачности атмосферы Венеры?

Например здесь:
"Под толстым слоем облаков находится глубочайший океан сильно сжатого углекислого газа. Газ настолько плотен, что и без облаков сильно рассеивает свет. Если облака ослабляют его всего в 2-3 раза, то подоблачная атмосфера еще раз в 10. Вероятно, даже с высоты 25 км поверхность не видна"
Ксанфомалити Л.В., "Парад плнет", М., Наука. Физматлит, 1997, стр. 46

bob

  • Гость
Разве? А я читала, что ниже облаков атмосфера Венеры практически прозрачна.
Откуда сведения о непрозрачности атмосферы Венеры?
Да, вроде всё там прозрачно. Поэтому я и высказался за дирижабль, работающий в слое с нормальной земной температурой и давлением. Тем более, что один аэростат мы так уже запускали. Он, правда, исследовал облачность, и на нём не было видеокамер.

Оффлайн uuu2

  • *****
  • Сообщений: 1 195
  • Рейтинг: +6/-0
Я бы это делал не на двигателе Стирлинга, а на элементах Пельтье. Внутренности охлаждаются, а со внешней стороны рассеивающий радиатор. Питание - радиоизотопный генератор.

Оффлайн Andrey_V

  • **
  • Сообщений: 96
  • Рейтинг: +0/-0
Я бы это делал не на двигателе Стирлинга, а на элементах Пельтье.
Не прокатит.
Подсказка: на каком физическом принципе работают элементы Пельтье и из каких материалов их делают?  ;)

Оффлайн Дмитрий Маколкин

  • *****
  • Сообщений: 11 140
  • Рейтинг: +490/-1
  • *********
    • Skype - dmitrymakolkin
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Оптика любительских телескопов
Я бы это делал не на двигателе Стирлинга, а на элементах Пельтье.
Не прокатит.
Подсказка: на каком физическом принципе работают элементы Пельтье и из каких материалов их делают?  ;)


Эффект Пельтье наблюдается не только в полупроводниках. Другое дело, что в полупроводниках он сильнее...
Панорамы Луны в моей галерее:
http://www.makolkin.ru/Gallery/gallery.html

Оффлайн serded

  • *****
  • Сообщений: 1 977
  • Рейтинг: +31/-5
  • Ursa Major
Уж лучше бы на Европу.
SW709EQ2
Canon 350D, Canon 60D, Canon EF 35mm F2.0, МС Юпитер-37А, Sigma 10-20mm F4-5.6, Canon EF 70-200mm F2.8 L

Оффлайн uuu2

  • *****
  • Сообщений: 1 195
  • Рейтинг: +6/-0
Эффект Пельтье наблюдается не только в полупроводниках. Другое дело, что в полупроводниках он сильнее...
+1. Кроме того, уже было отмечено, что с помощью присадок возможно повысить устойчивость материалов к высоким температурам.

Оффлайн Маска

  • *****
  • Сообщений: 2 967
  • Рейтинг: +123/-7
  • Все твои друзья-фальшивые,все твои враги-настоящие
Разве? А я читала, что ниже облаков атмосфера Венеры практически прозрачна.
Откуда сведения о непрозрачности атмосферы Венеры?
Да, вроде всё там прозрачно. Поэтому я и высказался за дирижабль, работающий в слое с нормальной земной температурой и давлением. Тем более, что один аэростат мы так уже запускали. Он, правда, исследовал облачность, и на нём не было видеокамер.
Высота дрейфа 53-54км слишком большая.Хорошо бы начинать аэрофотосьемку подобно "Гюйгенсу" на этапе снижения спускаемого аппарата,после прохождения облачного слоя.Вот результаты,полученые в процессе дрейфа АЗ Веги-1,2
http://www.iki.rssi.ru/rus/lipatov.pdf
Каждым утром мы холодной водой сны вытираем из глаз.

Оффлайн Andrey_V

  • **
  • Сообщений: 96
  • Рейтинг: +0/-0
Эффект Пельтье наблюдается не только в полупроводниках. Другое дело, что в полупроводниках он сильнее...
«Сильнее» – это мягко сказано. Если ПП холодильники Пельтье реально дают разницу температур в десятки градусов, то на металлических спаях это будут всего лишь десятые доли градуса. В любом случае, для Венеры ни того, ни другого категорически недостаточно. Поэтому ребята и заморачиваются с машиной Стирлинга.

Оффлайн Andrey_V

  • **
  • Сообщений: 96
  • Рейтинг: +0/-0
Кроме того, уже было отмечено, что с помощью присадок возможно повысить устойчивость материалов к высоким температурам.

Нет, там не «присадки». Это принципиально новый высокотемпературный полупроводник – карбид кремния. С другими физическими характеристиками и иной технологией. На него давно уже заглядываются, прежде всего в силовой электронике, но что-то пока не выходит каменный цветок.

Оффлайн Andrey_V

  • **
  • Сообщений: 96
  • Рейтинг: +0/-0
Я читал какие-то ужасы про условия видимости на поверхности. Якобы из-за рефракции в плотной атмосфере радиус горизонта несколько десятков метров.   :o Такое может быть?

Оффлайн Ajuleg

  • *****
  • Сообщений: 1 295
  • Рейтинг: +21/-3
    • Skype - ajuleg
Уж лучше бы на Марс рвались с прицелом на пилотируемый... а то Меркурий, Венера.... чё там делать?  температуры адские... кислоты, давление... жизни нет совсем и никогда не было. аппараты живут недолго.
У Роберта Шекли на Венере золото добывали ("Особый Старательский"). Интересно, есть ли на Венере золото? ;)
ТАЛ-2, Celestron FirstScope 90EQ2, Celestron SkyMaster 15X70, Canon EOS 350D

Оффлайн Belll

  • *****
  • Сообщений: 1 927
  • Рейтинг: +21/-15
Я читал какие-то ужасы про условия видимости на поверхности. Якобы из-за рефракции в плотной атмосфере радиус горизонта несколько десятков метров.   :o Такое может быть?
Вообще-то это было установлено по снимкам спускаемых аппаратов "Венер". Десятки-не десятки, но очень близкий горизонт там...
По моему у Ксанфомалити в "Планетах открытых заново" об этом прямо говорится.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Оффлайн Allexs

  • *****
  • Сообщений: 1 074
  • Рейтинг: +2/-1
 "Интересно, есть ли на Венере золото?"

Конечно есть, по цене крупных и уникальных бриллиантов.

Оффлайн Маска

  • *****
  • Сообщений: 2 967
  • Рейтинг: +123/-7
  • Все твои друзья-фальшивые,все твои враги-настоящие
« Последнее редактирование: 20.10.2009 [00:04:04] от Маска »
Каждым утром мы холодной водой сны вытираем из глаз.

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 4 168
  • Рейтинг: +42/-3
  • Звёзды зовут...
Маска
Эти фото уже компьютером выправленные. А вообще там рефракция действительно суровая - при спуске на метр давление (и плотность) увеличивается на 2%...

Цитата: uuu2
Vagabond дал ссылку. Чипы сделаны из кремния со специальными добавками.
Карбид кремния - это скорей углерод с добавками :)
А чистый углерод и больше может...
Я бы это делал не на двигателе Стирлинга, а на элементах Пельтье.
И из чего ты их сделаешь? Полупроводников для такой температуры нет - а если есть, иначе зачем мы вообще охлаждением занимаемся? :)
А по сути, без разницы - электронный газ качать или настоящий...

Оффлайн Belll

  • *****
  • Сообщений: 1 927
  • Рейтинг: +21/-15
Пельтье, холодильники, кондиционеры - это все по сути тепловые насосы. У них есть 2 проблемы
- отвод тепла наружу, где 500 оС, что сама по себе уже задача нетривиальная, поскольку разность температур между наружной и приемлимой внутренней (скажем порядка 80-100 оС?) составит сотни градусов;
- мощный и компактный источник энергии для питания такой высокопроизводительной системы охлаждения, который кстати тоже надо охлаждать для его нормальной работы.

Итого получается такая крутая электростанция, что...
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 4 168
  • Рейтинг: +42/-3
  • Звёзды зовут...
Реактор/изотопник можно и не охлаждать - ядерные реакции от температуры не зависят

Оффлайн HAL10000

  • **
  • Сообщений: 90
  • Рейтинг: +0/-0
  • Я никогда не ошибаюсь!
Реактор/изотопник можно и не охлаждать - ядерные реакции от температуры не зависят

а как же конструкционные материалы!? они могут не выдержать высоких темепратур...