Почему РИТЭГи разного цвета?

Ответ: технология термоизлучающих покрытий улучшилась, поэтому они больше не должны быть неоптимально черными в видимом свете. Теперь они могут быть белыми и отражать падающий солнечный свет, чтобы улучшить термоэлектрическую эффективность, оставаясь более прохладными.

Цвет не имеет ничего общего с атмосферой. Это связано с солнцем!

MMRTG Curiosity постоянно производит около 2 кВт мощности. Небольшое количество тепла рассеивается путем преобразования в электричество, а часть уносится жидкостью в трубах, чтобы согреть внутренности вездехода холодными ночами.

Эффективность термоэлектрического преобразования зависит от того, насколько эффективно охлаждающие ребра рассеивают тепло. Если бы плавники были черными, они эффективно поглощали бы солнечный свет и нагревались бы сильнее. В информационном бюллетене Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) указан размер 64x66 см, черный квадрат такого размера может получить до 200 Вт тепла от солнечного света на Марсе, и это будет серьезным ударом по эффективности.

Таким образом, причина того, что современные РИТЭГи, такие как MMRTG, выглядят белыми в видимом свете, заключается в том, что они не нагреваются солнечным светом.

Это правда, что MMRTG имеет несколько конструктивных особенностей, связанных с работой в различных атмосферах (планеты и луны) , но белый видимый цвет предназначен для того, чтобы не нагреваться на солнце.

На этой схеме указано покрытие Aptek 2711 .

Из этой ссылки (подсказка к комментарию @DavidHammen ):

APTEK 2711 был разработан для использования в качестве теплопроводящего покрытия, где требуется отличная стойкость к интенсивному воздействию УФ-излучения .

Total normal emittance (ASTM E-408)
             0.93

Solar absorption vs thickness (ASTM E-903)
               α    mils (0.001 inch)
             0.20        2
             0.185       3
             0.17        4

Вот что-то подобное упоминалось в комментариях (также найдено здесь ).

АЗ-93: http://www.aztechnology.com/materials-coatings-az-93.html

Применение AZ-93 создает незеркальное белое покрытие, которое обеспечивает превосходный термоконтроль / защиту, позволяя только 14-16% солнечного излучения, падающего на внешнюю поверхность космического корабля, поглощаться внутренними системами, испуская 89-93% солнечного излучения. внутреннее тепло, генерируемое в холодный вакуум космоса. Благодаря сочетанию высокостабилизированной пигментной системы с силикатным связующим, эта краска для космических кораблей/спутников образует гибкое керамическое покрытие, которое многократно тестировалось и зарекомендовало себя как стабильное в суровых условиях космической среды. НАСА подвергло AZ-93 флюенсу атомарного кислорода (АО) 5,6 x 1022 атомов/см2, излучению заряженных частиц 4,5 x 1015 э-/см2,

Он упоминает

Thermal Emittance (ε_t)    0.91 ± 0.02
Solar Absorptance (α_s)    0.15 ± 0.01 at ≥ 5.0 mils thickness
Use Temperature Range     -180 C to 1400 C

Таким образом , эти покрытия являются «белыми» в видимом свете с коэффициентом отражения около 85%, но «черными» в тепловом инфракрасном диапазоне с коэффициентом излучения около 0,91 (что также означает, что они будут отражать только около 9%).

Из радиоизотопных энергетических систем для исследования космоса :

Модель многоцелевого радиоизотопного термоэлектрического генератора (MMRTG) в разрезе. Вертикальные красные блоки в центре — это отдельные модули источников тепла, а белые ребра по бокам — радиаторы.

Большая разница между двумя более темными стабилизаторами RTG (черным и серым) и белыми стабилизаторами RTG заключается в том, что белые стабилизаторы были предназначены для использования в атмосфере (Марс). Наличие атмосферы, даже такой рассеянной, как марсианский воздух, позволило бы увеличить передачу тепла от ребер РИТЭГа посредством конвекции и теплопроводности по сравнению с космическими версиями, которые полностью полагались бы на излучение для передачи тепла.

На теплопередачу излучением влияет цвет, и, вероятно, это является причиной различий в цвете.

Я подробнее остановлюсь на некоторых моментах в других ответах и ​​предоставлю дополнительную информацию.

Проще говоря, хорошая белая краска для космических кораблей, такая как AZ93 (пигмент ZnO в силикатном связующем), очень белая в видимой области, где реагирует ваш глаз. Кроме того, где находится большая часть энергии от солнца. Таким образом, белая краска отражает солнечный свет, поглощая лишь небольшое его количество (например, от 10 до 15 %). Теперь важно то, что в инфракрасном диапазоне длин волн, где вы не можете видеть, белая краска ЧЕРНАЯ, как настоящая черная. Его поглощение превышает 90% в ИК-диапазоне и выше (за пределами нескольких микрон). Пик температуры тела составляет около 10 микрон для справки. Поглощение 90% также означает, что в ИК-диапазоне «белая краска или покрытие» также излучает излучение на уровне около 90% идеально черного тела.

Извините, но поначалу это может сбивать с толку. Проще говоря, та энергия, которая входит [на данной длине волны], должна выйти. При той же длине волны поглощение равно излучательной способности; другими словами, вы не можете создавать энергию путем передачи тепла; это если только вы не заглянете в квантовое поле, и тогда все ставки сняты. Кроме того, излучение абсолютно черного тела зависит от четырех степеней температуры, поэтому видимая белая краска может выделять много тепла в инфракрасном диапазоне. В общем, идеальный радиатор с контролем температуры должен отражать весь падающий солнечный свет (низкое поглощение солнечного света, высокий коэффициент отражения) и излучать в ИК-диапазоне (излучение черного тела с очень высокой скоростью). Белые краски космических кораблей очень хороши для этого, а также зеркала второй поверхности (открытая сторона кварца) и серебряный тефлон (открытый тефлон). У меня есть много хороших схем, которые помогают объяснить это,

Обратите внимание, если вы не подвергаетесь воздействию солнечного света, тогда подойдет сплошное черное покрытие, то есть хорошее черное покрытие/краска. Также должен быть стабилен в космической среде, например, при повреждении от солнечного УФ-излучения, излучения твердых частиц высокой энергии (электроны и протоны) и для орбит НОО (атомарный кислород).