Masten开发NITE化学加热系统 使月球登陆器在夜间保持温暖

2022年01月28日 14:34 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,随着气温骤降至零下232°C,月夜对电子产品来说并不友好。空间技术公司Masten开发了一种新的方法来解决这个问题,其夜间综合热能和电力(NITE)系统利用化学反应使登陆器的电子设备保持温暖,直到月球的黎明。

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虽然月球距离地球只有25万英里,但很难有更大的不同。月球引力只有地球的六分之一,少量的水在极地火山口的阴影中或被锁在岩石中,土壤由令人难以置信的磨蚀性颗粒组成,通过静电粘附在各种材料上,表面不断受到宇宙射线的轰击,大气层非常脆弱。所有这些对任何在那里降落的着陆器来说都够糟的了,但是月球也有显著的极端温度。白天,它比沸水还热,而晚上则是零下几百度。这意味着在月球上的航天器在14天的夜间有很大的可能性,其电池和电子装置被冻结,无法恢复。

自20世纪60年代以来,太空工程师一直面临着两种选择。他们要么建造一个只能维持最多14天的航天器,并接受它将在当晚被摧毁的事实,要么研究如何让它保持温暖直到日出。

美国、俄罗斯和中国任务所使用的通常的加热方法是为着陆器和仪器包配备辐射热发生器(RTG),它利用放射性元素的衰变来获取热量,有时也利用电能。

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最近的一个选择是使用锂离子电池或碱性电池,它们可以保持大量的电荷。这些电池的效率远不如核电版本,需要大型电池组以及热能循环系统,而且必须每天使用太阳能电池板充电,但它们更便宜,不涉及核燃料稀缺或辐射问题。

作为Masten的金属氧化升温系统(MOWS)的一个更新的变种,NITE采取了另一种方法来解决升温问题,即利用金属和来自登陆艇推进系统的剩余氧化剂,用来产生放热的化学反应,在月球的夜晚产生热量和动力。在白天,该系统被关闭以防止过热。

据Masten说,NITE的优点是比同等的电池系统产生更多的热量,每公斤1900瓦特小时,但重量却是其他系统的七分之一。如果有足够的机载氧化剂或来自月球水的氧气,它可以为着陆器和其他飞船或设备取暖超过一年,但比RTG便宜约5000万美元,与电池相比,在有效载荷成本方面便宜1000万美元。

Masten说,它已经使用各种燃料和水基循环系统对该系统进行了测试,并希望在今年年中完成设计,以期最终在月球环境中进行测试。

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