Существуют ли перспективные технологии охлаждения космических станций следующего поколения?

На МКС неоднократно возникали проблемы , связанные с аммиаком .

Эти проблемы случались в разные календарные годы, и кажется, что почти каждый «промах», о котором сообщают в новостях о МКС, связан с аммиачной петлей. Эта система существует для передачи тепла от станции к радиаторам, которые я слышал по сравнению с автомобильным радиатором.

Когда одна-единственная подсистема постоянно подвергает риску всю станцию, я предполагаю, что НАСА уделит ей первоочередное внимание совершенствованием технологий. В частности, потому что они очень серьезно говорили о космических станциях BEO (что, я уверен, умножило бы сложности).

Существуют ли какие-либо конкурирующие технологии для систем охлаждения следующего поколения НАСА или коммерческих космических станций? Будем надеяться, что варианты с меньшей вероятностью утечки... Или общепринято, что мы все еще будем использовать аммиачную охлаждающую жидкость, несмотря на ее послужной список?

Я также не имею в виду отдаленное будущее, я хочу ограничиться концепциями, к которым разработчик миссии в настоящее время может отнестись серьезно.

Вы против охлаждающей жидкости для бетона( Н ЧАС 4 ) или идея использования радиаторов и теплообменников вообще?
@DeerHunter Я не против ни того, ни другого, но если вы спроектируете новый радиатор с использованием той же охлаждающей жидкости, то как это повлияет на множество режимов отказа, которые видел МКС? Иногда постепенное улучшение является лучшим вариантом. Так что если есть какая-то фантастическая модернизация контуров радиатора NH4, то я бы все равно назвал это технологией охлаждения следующего поколения.
Некоторые технологии должны быть оценены НАСА.
Shuttle использовала фреон во внешних контурах охлаждения. Не знаю, почему для МКС перешли на аммиак.
Работа над трансформирующимся радиатором в самом разгаре.

Ответы (1)

Существует несколько возможных улучшений перемещения охлаждающей жидкости в насосных системах. Разрабатываются пьезоэлектрические насосные и электрогидродинамические насосные системы, основным преимуществом которых является повышенная надежность. Еще одним кандидатом могут быть термоэлектрические насосы на эффекте Пельтье. Подобная технология нашла бы широкое применение в наземных решениях по охлаждению.

Вы можете найти обсуждение современного состояния и предлагаемых будущих решений в дорожных картах технологий НАСА, для этого это технологическая область 14, системы управления температурой .

Насколько я понимаю, было несколько разных проблем с внешними контурами охлаждения аммиака. Два, о которых я знаю, были отказом насоса, у которого было несколько сопутствующих причин. Насос был возвращен на землю и разобран. В основном условия эксплуатации выталкивали некоторые компоненты (подшипники, уплотнения) механического насоса за пределы расчетных значений, что приводило к их износу. Есть также проблемы с отказами клапанов внутри PVTCS, которые, я не думаю, полностью вызваны первопричиной. В каждом случае способствующими причинами были механические сложные системы, которые довольно сложно правильно настроить на орбите, даже несмотря на подозрение на отказы электроники.

На очень высоком уровне возможные меры по смягчению последствий включают итерацию и улучшение механических подсистем, лучше понимая условия эксплуатации, можно спроектировать лучшие запасы, использовать лучшие материалы и конструкции узлов и т. д.

Другой возможный способ смягчения последствий — максимально уменьшить количество движущихся частей и по возможности использовать твердотельные системы. Вот где будущее в настоящее время за технологиями уровня TRL 3-4, упомянутыми выше.

Разумеется, было проведено множество уроков по эксплуатации. Возможность возвращать неисправные подсистемы на землю для быстрого анализа и улучшения конструкции является ключевой, поскольку лучший способ улучшить технологию — это по-прежнему эксплуатировать ее и учиться в процессе.

Некоторые ссылки:

http://www.iapmonline.org/Documents/archive/20140106_International_Space_Station_Cooling.aspx

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20150004079

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140000513

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140005425

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20150018325

Вместо того, чтобы указывать ссылку, не могли бы вы рассказать здесь о будущих решениях?
Твердый ответ.