Előadást letölteni
Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon
KiadtaIstván Gál Megváltozta több, mint 7 éve
1
Űrkutatás körülmények a világűrben
2
Speciális körülmények űreszközön kívül: súlytalanságsúlytalanság vákuumvákuum sugárzás (EM, részecske)sugárzás (EM, részecske) sugárzási, mágneses övezeteksugárzási, mágneses övezetek légkör hiánya (átlátszóság és fényviszonyok szempontjából)légkör hiánya (átlátszóság és fényviszonyok szempontjából) űrszemétűrszemét
3
Speciális körülmények űrhajón, űrállomáson belül: súlytalanságsúlytalanság légkör összetétele, nyomása, keringéselégkör összetétele, nyomása, keringése zajzaj kis méret ->bezártság,stresszkis méret ->bezártság,stressz szoros munkabeosztásszoros munkabeosztás ellátmányellátmány távol a Földtőltávol a Földtől
4
Hőmérséklet Kérdés: Mekkora a hőmérséklet a világűrben?
5
Nagyon hideg?
6
Nagyon meleg?
7
Hőmérséklet Hőmérséklet: az anyag részecskéinek átlagos mozgási energiájával arányos vákuum: nincs anyag -> nincs hőmérséklet! valóságban mindig van valamennyi anyag – de olyan kicsi a sűrűsége, hogy nincs értelme a hőmérsékletéről beszélni, ill. nem járul hozzá a hővezetéshez
8
Hőmérséklet Egyesek megemlítik a mikrohullámú háttérsugárzás hőmérsékletét (2,7K) A sugárzás hőmérséklete (ld.még színhőmérséklet) alatt azt a hőmérsékletet értjük, amellyel rendelkező feketetest (Planck-sugárzó) az adott teljesítményspektrumú sugárzást bocsátaná ki
9
Hőmérséklet Nap korrelált színhőmérséklete világűrben kb. 5900K Nyilván nem melegszik fel ennyire egy test a napsugárzás hatására A melegedés függ ui. a teljesítménysűrűségtől is (W/m2), ami független a sugárzás hőmérsékletétől
10
Hőmérséklet Mi történik akkor egy világűrbe kitett tárggyal? Hő átadásának módjai: hővezetéshővezetés hőáramlás (konvekció)hőáramlás (konvekció) sugárzás (Planck-féle elektromágneses)sugárzás (Planck-féle elektromágneses) Ezekből csak a sugárzás lehetséges odakint
11
Hőmérséklet Hővezetés és konvekció jóval hatékonyabb, mint a hősugárzás, ezért a testek vákuumban jóval nehezebben hűlnek le!
12
Hőmérséklet Egyensúlyi hőmérséklet: amikor a test saját hőtermelése és a kívülről jövő (sugárzástól kapott) hőenergia egyenlő A hősugárzás teljesítménye arányos a hőmérséklet negyedik hatványával Állandó külső sugárzás mellett mindig lesz egyensúlyi hőmérséklet
13
Hőmérséklet Árnyékban idővel lehűlnek a testek csak a háttérsugárzás melegíti, az pedig elég gyenge Pl. 13 napos éjszaka a Holdon: -153C-153C -238C a sarki kráterekben, ahol mindig sötét van-238C a sarki kráterekben, ahol mindig sötét van
15
Hőmérséklet Ónpestis: hidegben átalakul a kristályszerkezet, törékeny lesz, rossz vezető, elporlad autokatalitikus reakció ólommentes ón miatt újra probléma
16
Hőmérséklet Napfényben nagyon felmelegedhetnek a testek Holdon 13 napos nappal: +123C+123C Saját hőtermelés is komoly probléma lehet emberi testemberi test elektronika, RTGelektronika, RTG
17
Hőmérséklet Hűtés elég nehézkes nagy felületű hűtőborda kell, ami közel feketetest ha rásüt a nap a hűtőbordára, akkor persze nem jó
18
Többrétegű szigetelés Multi-layer insulation
19
Vákuum
21
Also no one can see your laser shots
24
Vákuum a világűrben p=1×10 −4... 3×10 −15 Pa néhány atom per m 3 körüli sűrűsége lehet (max néhány atom per cm 3 ) a maradék néhány atom/molekula hőmérséklete nagyon nagy is lehet (persze ezt nem érezzük)
25
p-T diagram (fázisdiagram)
26
Vákuum a világűrben Alacsony T, alacsony p szublimáció, kipárolgásszublimáció, kipárolgás saját anyaga, ill. benne lévő gázok, folyadékoksaját anyaga, ill. benne lévő gázok, folyadékok lecsapódhatnak rossz helyen (pl. távcsőtükör, napelem stb.)lecsapódhatnak rossz helyen (pl. távcsőtükör, napelem stb.) -> alapos tisztítás és hőkezelés kell-> alapos tisztítás és hőkezelés kell előfordult pl.:előfordult pl.: Stardust kamerája Cassini kamerája
27
Stardust CCD
28
Vákuum párolgás: folyasztószer (forrasztás)folyasztószer (forrasztás) bizonyos műanyagok (PVC), bizonyos fémekbizonyos műanyagok (PVC), bizonyos fémek tömítőszerek, ragasztók, kenőanyagoktömítőszerek, ragasztók, kenőanyagok levegőmaradvány, vízlevegőmaradvány, víz elektrolit kondenzátor???elektrolit kondenzátor???
29
Vákuum Rövid ideig túlélhető a vákuum Akár 90s? öntudatod hamarabb elveszthetedöntudatod hamarabb elvesztheted Nem fagysz meg rögtönNem fagysz meg rögtön Nem robbansz felNem robbansz fel Ne tartsd vissza a levegőt ?Ne tartsd vissza a levegőt ?
30
Sugárzás Elektromágneses (foton) széles spektrumtartománybanszéles spektrumtartományban protonok, ionok, elektronok neutrínó – nem roncsol neutron – 881s átlag élettartam forrása: Nap, csillagok, szupernóvák, csillagközi anyag, Föld mágneses övezetei
31
Sugárzás Van Allen övek
32
Van Allen övek külső: nagyenergiájú elektronok 13.000 – 60.000km felszín felett belső: nagyenergiájú protonok, elektronok 1000km – 6000km Naptevékenység függő
33
Sugárzás - félvezetők Meghibásodás sugárzás hatására: tartós károsodástartós károsodás tirisztor-hatás stb.tirisztor-hatás stb. zavarkeltés, nem megfelelő vezérlőjel, ugrás a programbanzavarkeltés, nem megfelelő vezérlőjel, ugrás a programban „radiation hardened” eszközök szigetelő szubsztrátszigetelő szubsztrát nagyobb tiltott sávú szubsztrátnagyobb tiltott sávú szubsztrát bipolárisbipoláris mágneses tárolásmágneses tárolás árnyékolásárnyékolás tartalékolás, szoftveres megoldásoktartalékolás, szoftveres megoldások
34
Fémtani problémák Metal whiskers pl. ón, ezüst rövidzárat okozhatnak
35
Fémtani problémák vákuumban a kapcsoló összehegedhet...vagy akár motor is hőmérsékleti különbségek: dilatáció ->tervezés,hőelosztás, forgatás->tervezés,hőelosztás, forgatás
36
Rezgések Rakétahajtómű üzemelésekor (indítás, pályamódosítás) Légkörbe visszatéréskor, más égitestre leszálláskor Minden alkatrészt érint Forrasztást, csatlakozókat különösen wirewrapwirewrap
37
Rázópad
40
Melyiket tennéd fel űrszondára?
41
Processzorok Űralkalmazásba alapos hardver és szoftver tervezés és tesztelés kell Hardver gyorsabban fejlődik, mint ahogy előbbi műveletekkel végeznének (ld.Moore) Újabb, gyorsabb proci: több hő, nagyobb teljesítmény-felvétel Kisebb vezetősáv és tranzisztorméret, kisebb energia: sérülékenyebb, könnyebben zavarható (sugárzás) Nincs szükség nagyobb sebességre Akár évtizedekig is működnie kell!
42
Processzorok Mindig van tartalék akár meghibásodásakár meghibásodás akár újraindulás (reset) esetéreakár újraindulás (reset) esetére Gyakran előfordul, hogy több különböző típusú processzor/rendszer is van egy űreszközben Nem mehetsz fel kicserélni (többnyire) újraprogramozható legyen távolról Voyager, Huygens,...Voyager, Huygens,...
43
Space Shuttle 1981
44
5 db számítógép 4 egyforma szoftverrel, 5. különböző AP-101 (32b, 480kips), 104k x 32b
45
Ferritmagos memória (1949) Nem illékony RAM ellenáll a sugárzásnak Space Shuttle (1981)
46
Hubble Space Telescope (1990) DF-224 (1980-as évek) 1,25MHz, 8b lecserélve 1999-ben: i80486 (1989) 32b 25MHz
47
Sojourner 1996 Intel 8085 (1977)
48
Mars Global Surveyor (1996-2006) 8086 (1978) 1750A (16b CPU specifikáció, 1980)
49
ISS (1998-) Intel 80386 (1985)
50
ISS laptopok 2013: Windows->Linux
51
New Horizons (2006-) Mongoose-V 12 MHz, 32b (MIPS R3000 – 1988)
52
Live long and prosper
Hasonló előadás
© 2024 SlidePlayer.hu Inc.
All rights reserved.