Какие криогенные селективные поверхностные материалы имеют высокий уровень технологической готовности?

NIAC («Инновационные передовые концепции НАСА») утвердил следующую исследовательскую заявку на финансирование в 2015 году:

https://www.nasa.gov/feature/cryogenic-selective-surfaces

Криогенные селективные поверхности

Роберт Янгквист (Космический центр имени Кеннеди НАСА)

Описание

Селективные поверхности имеют коэффициент излучения/поглощение, зависящий от длины волны. Эти поверхности могут быть спроектированы таким образом, чтобы отражать солнечное излучение, при этом максимизируя инфракрасное излучение, обеспечивая охлаждающий эффект даже при солнечном свете. На земле было достигнуто охлаждение до -50 °C ниже температуры окружающей среды, но в космосе, вне атмосферы, теория с использованием идеальных материалов предсказала максимальное охлаждение до 40 K! Если этот результат подтвердится для реальных материалов и условий, то сверхпроводящие системы и криогенные хранилища могут быть реализованы в космосе без активного охлаждения. Такой результат позволит обеспечить долгосрочное криогенное хранение в глубоком космосе и использование крупномасштабных сверхпроводящих систем для таких приложений, как защита от галактического космического излучения (ГКЛ) и крупномасштабное накопление энергии.. Мы предлагаем во время этой работы Фазы I теоретически смоделировать характеристики селективных поверхностей в реальном мире, чтобы увидеть, можно ли пассивно достичь сверхпроводящих температур в среде дальнего космоса на расстоянии 1 а.е. от Солнца.

Быстрый поиск дал мне образец материала от Solec, предназначенный для прямо противоположного сценария.

Каковы возможные селективные поверхностные покрытия (с низким коэффициентом поглощения солнечного спектра, с высоким коэффициентом излучения ИК-излучения)?

Каковы их уровни технологической готовности * ?

Испытаны ли какие-либо покрытия в вакууме на газовыделение и его влияние на рабочие характеристики?


* Технический документ с описанием TRL NASA (pdf)

Кажется, им нужен материал, такой же или противоположный материалу для этих ставней , обсуждаемому @OrganicMarble. Я все еще пытаюсь интерпретировать, действительно ли «высокий коэффициент» означает , что первое большое, а второе маленькое .
Исходя из этого , я бы никого не заподозрил. Я бы не поставил ни один из них выше TRL 3. Большинство я бы поставил на TRL 2.
@ Роберт, вы говорите, что «... теория с использованием идеальных материалов предсказала максимальное охлаждение до 40 К!». На самом деле, вы можете добиться большего — по крайней мере, под солнцезащитным козырьком. Три прибора ближнего инфракрасного диапазона (NIR) на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST) пассивно охлаждаются до 39K. Общая площадь участков холода составляет около 100 квадратных футов. Я не знаю окончательный материал поверхности. Вы можете спросить. См.: jwst.nasa.gov/faq.html#temps .
@ Vince49: Здесь используется солнцезащитный экран, а не выборочные поверхности.
@ Натан, хорошая мысль.

Ответы (1)

Распространенным материалом с низким A/высоким E является серебряный тефлон. Я не знаю, что это официальный TRL, но он существует уже довольно давно. Первая ссылка ниже относится к 1973 году. Есть некоторые проблемы с производительностью EOL (End of Life). К сожалению, я не знаю подробностей деградации. Вы можете найти много информации, выполнив поиск в Интернете по запросу «излучательная способность серебряного тефлона». Ссылки ниже являются началом.

Серебро-тефлон: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740012426.pdf

Терморегулирующие поверхности, включая серебряный тефлон: http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/thermal/3-what-materials-are-used-for-thermal-control.html

Термооптические свойства: http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/dat1/Thermoptical.pdf

Я хотел бы увидеть график коэффициента излучения в зависимости от длины волны ϵ ( λ ) из этого материала или из любого терморегулирующего материала. α с о л а р / ϵ с о л а р ценности оставляют многое для воображения. Это действительно полезный ответ!