Materjal ta 'Insulazzjoni Termali Maġiku - Aerogel

Il-wiċċ ta 'Mars huwa ħafna iktar frisk mid-Dinja, b'temperatura minima taħt -100 °C. F'ambjent ta 'temperatura baxxa bħal dan, ir-rover kif issolvi l-problema tal-insulazzjoni termali?

Fil-fatt, il-vettura spazjali fl-orbita tad-Dinja u s-sondi fuq il-wiċċ Lunar jiffaċċjaw ukoll ambjenti ta 'temperatura ħarxa. Sabiex jinżamm tagħmir tal-vetturi spazjali li jaħdem f'ambjent ta 'temperatura relattivament komda, ġeneralment billi tpoġġi fuq il-vettura spazjali tip ta' insulazzjoni msejħa komponenti ta 'insulazzjoni termali b'ħafna saffi "Ħwejjeġ" sabiex il-vettura spazjali ma tiġix affettwata jekk l-ambjent estern huwiex kiesaħ jew sħun.

Madankollu, il-komponent ta 'insulazzjoni termali b'ħafna saffi għandu prestazzjoni tajba ta' insulazzjoni termali biss f'vakwu. Fl-ambjent tal-gass tad-dijossidu tal-karbonju ta 'madwar 800Pa fuq il-wiċċ ta' Mars, l-effett ta 'insulazzjoni termali tiegħu jintilef. Huwa għalhekk li r-rover jeħtieġ li jkun iżolat bl-aerogel.

L-aerogel huwa materjal solidu nanoporuż li fih il-midjum tat-tixrid huwa gass, u l-partiċelli kollojdali jew il-molekuli tal-polimeru jiġu aggregati fi struttura tan-netwerk. Id-dijametru bażiku tal-partiċella tal-istruttura tan-netwerk aerogel huwa 1-20 nm, u d-daqs tal-pori huwa 1-100 nm. Peress li d-daqs tal-pori fil-materjal huwa iżgħar mill-passaġġ medju ħieles tal-molekuli tal-arja, il-konvezzjoni tal-gass tista 'tiġi mrażżna b'mod effettiv.

Allura, x'inhu daqshekk maġiku dwar l-aerogels?

1) Prestazzjoni tajba ta 'insulazzjoni termali

Il-konduttività termali tal-PTFE użata għall-insulazzjoni termali hija 0.27W/(m•K), filwaqt li l-konduttività termali tan-nano-aeroġeli hija ġeneralment 0.02W/(m•K), li hija biss 1/13 minn dik tal-PTFE. . Dan għaliex il-gass tad-dijossidu tal-karbonju huwa staġnat f'lakuni żgħar fl-atmosfera Martian, sabiex ma jkunx jista 'jiġi żviluppat trasferiment ta' sħana konvettiv. Il-mikrostruttura tal-aeroġel hija relattivament rqiqa, u l-passaġġ tat-trasferiment tas-sħana huwa twil, li jnaqqas il-kapaċità tal-konduzzjoni tas-sħana. Għalhekk, il-materjal tan-nano-aeroġel ta 'densità baxxa huwa l-aħjar materjal ta' insulazzjoni termali għas-sistema ta 'kontroll termali tar-rover Mars.

(2) Piż ħafif

Id-densità tal-ħadid hija 7800kg / m3, li jfisser li metru kubu ta 'ħadid jiżen 7.8 tunnellati; id-densità tal-arja hija 1.29kg / m3, li jfisser li metru kubu ta 'arja jiżen 1.29 kilogrammi. Id-densità tal-aerogel użat mir-rover Mars hija 30kg / m3, li hija madwar 23 darba dik ta 'arja. Matul il-produzzjoni tal-aerogel, il-likwidu fil-ġell jinbidel bil-gass, li jifforma ħafna toqob u ċelloli strutturali, għalhekk id-densità hija estremament baxxa.