Могут ли космические инфракрасные телескопы и другие очень холодные устройства эффективно использовать зеемановские замедлители в ближайшем будущем?

Инфракрасные телескопы должны быть очень холодными (часто ниже 10 К), чтобы быть эффективными. Так что сделайте несколько других разных вещей, включая сверхпроводники, если мы когда-нибудь будем использовать их в космосе, например, для драйверов массы или радиационной защиты. Когда он будет запущен, JWST будет иметь четырехступенчатую систему охлаждения мощностью 500–550 Вт, которая сможет отклонить ничтожные 76 мВт при 6,2 К — примерно 7000: 1 отношение входной мощности к полезной охлаждающей нагрузке. Однако Зееман медленнеекажется специально для этого созданным, так как он охлаждается только за счет излучаемого тепла, может охлаждаться до требуемого диапазона температур и уже иногда используется вместо той же базовой схемы охлаждения (Джоуля-Томсона и т. д.) в земных лабораториях, где есть конвекция и теплопроводность для более эффективного отвода лишнего тепла, чем только излучение. Учитывая это, есть ли какие-либо препятствия для того, чтобы замедлители Zeeman серьезно рассматривались для разработки миссий с холодными приборами в ближайшем будущем?

(Это более сфокусированная версия аналогичного вопроса, который я недавно задавал, об общем охлаждении систем .)

Ответы (1)

Чтобы сделать ответ из моего комментария:

В этой статье говорится о потоке около 20 миллиардов атомов цезия в секунду и он характеризуется как «высокий поток». Итак, давайте использовать это в качестве примера ...

20*10 9 атом/с при охлаждении, скажем, на 273 Кельвина (от 0°C до 0K), при 32,2 Дж/(моль·К) представляет собой тепловой поток...

29*10 -6 мВт.

Другими словами: даже не одна миллионная по сравнению с системой охлаждения JWST , и это с крайними предположениями относительно температуры того, что эта система охлаждает.

Так что просто забудьте об этом... тепловой поток слишком мал.

Это справедливый подсчет, хотя, учитывая, что бумага была современной 17 лет назад, а замедлителям всего около 30 лет, трудно быть уверенным, насколько больше прогресс был достигнут с тех пор. Я также был бы признателен за ответ, который объясняет, почему медленнее вообще используются, если их тепловой поток настолько низок по сравнению с обычными системами охлаждения, в качестве проверки работоспособности.
@NathanTuggy Ну, общий ответ на вопрос «Почему вместо других подобных систем используется что-то настолько крайне неэффективное?» всегда «Потому что чрезвычайно неэффективная система делает что-то особенное, чего не делают другие системы», другими словами, она эффективна для конкретного приложения . Я считаю, что кулеры Zeeman используются потому, что они допускают температуру, недостижимую с другими кулерами.
Это звучит правдоподобно, но, учитывая существенное перекрытие температур между обычным охлаждением и замедлителями Зеемана, это не может быть просто так... иначе замедлители будут использоваться только для последних нескольких градусов, как и большинство систем лазерного охлаждения. Связанная статья, кажется, начинается с температур около 70-100 К, что намного выше минимума, на который идут системы JWST.
@NathanTuggy Я не знаю, почему это так важно для вас, но позвольте мне заверить вас: нет, вы, по всей вероятности, не нашли каких-то крутых инноваций в охлаждении космических кораблей, которые НАСА и все остальные просто упустили из виду. Просто бросьте это... или позвоните в ближайший университетский физический институт и спросите их о практических подробностях о зеемановских замедлителях вместо того, чтобы идти в SE и ожидать, что люди действительно получат эту информацию для вас.
Это важно для меня, потому что я хочу знать, почему это не работает. Ответ, который говорит «ну, по причинам, которые, несомненно, хороши и достаточны», не годится для SE или вообще где-либо, кроме детского сада. И смысл SE в том, чтобы сделать так, чтобы всем, у кого есть один и тот же вопрос (предположительно, всем нам четверым), не приходилось самостоятельно проходить все те же сложные, утомительные и/или дорогостоящие исследования, чтобы найти ответ. Если вы действительно считаете, что это бессмысленный вопрос, поставьте минус. В противном случае, может быть, кто-то еще будет иметь внутреннюю совок.
По причине, указанной выше: они не обеспечивают достаточного теплового потока ... если только зеемановские медленнее за последние три десятилетия не стали в 20 миллионов раз более эффективными , в то же время требуя менее 500 Вт. Какой еще ответ на вопрос вам нужен?
И опять же, это было бы разумно, за исключением того, что это несовместимо с другими имеющимися фактами, так что это не может быть всей историей, и очевидно, что там есть нечто более важное. Либо это только тепловой поток , достигающий диапазона милликельвинов , причем поток при более высоких температурах намного выше, либо происходит что-то еще.
Могут ли космические инфракрасные телескопы и другие очень холодные устройства эффективно использовать зеемановские замедлители в ближайшем будущем?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v