Электровакуумные приборы для Венеры от Lunatik-k вперед Россия.

[mik73]

Длина волны 1 мкм соответствует температуре 2724 К

Но отсюда не следует, что длине волны 1 мкм соответствует температура 2724 К
Длине волны соотвествует энергия кванта. Через E=hс/λ

А температуре тела соответствует длина волны, на которой наблюдается максимум теплового излучения этого тела (в преположении, что оно "абсолютно чёрное"),  т.е. на самом деле в тепловом излучении длин волн много, и их энергия распределена по всему спектру вообще говоря, и чем ниже температура - тем менее выражен максимум. Вот таким примерно образом:


То есть это две совершенно разных вещи. Энергия одного кванта может быть любой. И на над ней можно по разному издеваться, меняя тем самым длину волны излучения.
А температура - результат установления теплового равновесия между телом, поглотившим это излучение (от других механизмов теплопереноса отвлечёмся чтобы не запутаться)  и окружающей средой (излученной телом энергии). Можно превратить низкоэнергетичные (с большей длиной волны) кванты в высокоэнергетичные (с меньшей длиной волны), но суммарная энергия, которую несут эти новые высокоэнергетичные кванты окажется не больше (меньше) чем исходные. Порпосту - интенсивность излучения (количество тех квантов) станет меньше.  И, соответственно, ничего нагреть до более высокой температуры, чем исходные низкоэнергетичные кванты, они не смогут.

Изначально речь-то именно о тепловых процессах - попытке нагреть нечто (катод) выше температуры окружающей среды (внешнего источника излучения на худой случай), не затрачивая дополнительно энергии, а только "фокусируя" (или преобразую каким-то то другим "пассивным" - не требующим дополнительных затрат энергии - образом) на нем излучение этого источника.

[Антикосмит]

Это всё понятно и написано ранее. Я просто спутал понятия, была мысль, что более более высокоэнергетичные фотоны могут поднять "температуру" источника излучения и таким образом запустить тепловую машину, но это так не работает.

[SONY]

Преобладающая длина волны есть функция от температуры.

Вот именно: длинна волны зависит от температуры, но не наоборот!
По одной лишь длине волны приписать излучению температуру нельзя. Как минимум потому, что даже для теплового спектра эта преобладающая длина неодназначна. Если же спектр существенно отличается от теплового, то говорить про температуру излучения нельзя просто в принципе. Подробнее тут:
https://elementy.ru/posters/spectrum/temperature

К написанному в статье добавлю, что, к примеру, у лампочки накаливания температура 2700 К её спирали соответствует средней энергии колебаний атомов в 0,23 эВ, максимум в спектре частот излучения (соответствующий длине волны 1889 нм) - энергии фотонов в 0,66 эВ, а максимум в спектре длин волн (1073 нм) - 1,16 эВ.

Для Венеры лучше дирижабль с "плавучими" тонкопленочными солнечными батареями и радар с ФАР в качестве электростанции, а по необходимости уже можно висеть над одним местом (если атмосфера позволит) и передавать энергию в микроволновом диапазоне наземному аппарату.

Зачем изобретать всякие "велосипеды", когда есть РИТЭГ? Причём бросовое тепло РИТЭГа можно напрямую использовать для работы абсорбционного холодильника!
Т.к. таблетке оксида плутония вполне можно позволить нагреваться и до 1500 °C при температуре на поверхности планеты в 460 °C, имеется достаточный перепад температур для работы преобразователей тепла радиоактивного распада в электричество и, в случае абсорбционного холодильника, в работу по охлаждению.

Можно, конечно, и геостационарный энергетический спутник

ГЕОстационарный, конечно, можно. Только как он от Земли до Венеры передавать энергию будет?..
А вот ВЕНЕРОстационарный невозможен - планета слишком медленно вращается.

А что на поверхности-то делать? Лавовые поля, пустыня. Ну что там можно найти?

Там можно найти тессеры - участки древней поверхности, сформировавшейся до превращения Венеры в филиал ада, а потому позволяющие понять, как планета выглядела раньше, и что с ней случилось.
Кроме того, тессеры - это уникальная форма рельефа, не встречающаяся более нигде. Помимо них есть и другие уникальные, не встречающиеся на других планетах, формы рельефа - арахноиды с венцами.

А подвижный венероход, думаю, нам не по зубам, да и пролетит дирижабль на порядки больше и с довольно близкого расстояния сможет картировать значительную поверхность планеты в видимом диапазоне.

Чтобы в видимом диапазоне снимать Венеру - это нужно летать ниже облаков. А значит в "аду". Если мы сможем сделать дирижабль, летающий в таких условиях, то и венероход запросто сделаем.

[mik73]

Если мы сможем сделать дирижабль, летающий в таких условиях, то и венероход запросто сделаем.

Всё уже украдено придумано до нас - венероход с механическим аналоговым компьютером (точнее набором "контроллеров", рабоютащих на чистой механике)  и ветряной турбиной в качестве источника энергии для двигателей. Не сделан, но по крайней мере всерьёз придуман.

[vlad7308]

Речь про то, можно или нельзя создать на основе источника излучения с температурой А источник излучения с температурой В, где В > А, а температура есть функция от длины волны.

Речь про то, можно ли с помощью источника с температурой A нагреть объект до температуры B, где B > A.

разумеется, можно. С потерями.
Второе начало не страдает.
Можно даже передавать энергию от более холодного тела к более горячему - у меня на кухне стоит такой белый ящик... второе начало опять не нарушается

[vlad7308]

Изначально речь-то именно о тепловых процессах - попытке нагреть нечто (катод) выше температуры окружающей среды (внешнего источника излучения на худой случай), не затрачивая дополнительно энергии, а только "фокусируя" (или преобразую каким-то то другим "пассивным" - не требующим дополнительных затрат энергии - образом) на нем излучение этого источника.

А вот это невозможно, да

[Антикосмит]

Если мы сможем сделать дирижабль, летающий в таких условиях, то и венероход запросто сделаем.

Всё уже украдено придумано до нас - венероход с механическим аналоговым компьютером (точнее набором "контроллеров", рабоютащих на чистой механике)  и ветряной турбиной в качестве источника энергии для двигателей. Не сделан, но по крайней мере всерьёз придуман.

Я подсчитал плотность атмосферы Венеры у поверхности. Получилось примерно 66,5 кг/м3. При скорости ветра в среднем 1 м/с с одного квадратного метра ометаемой поверхности в идеале можно получить не более 20 Вт. Худо-бедно с самариево-кобальтовыми магнитами  можно что-то придумать. Накапливать энергию днями в каких-нибудь натрий-серных аккумуляторах, а потом медленно и печально ползти несколько десятков метров. Но что можно с фанерной  (в литературе описан фанерный звездолет) механической вычислительной системой (на фанерном звездолете был именно механический компьютер) сделать толкового и сколько она будет весить? А всякая микромеханика выйдет из строя с большей вероятностью чем электроника при выводе на орбиту и посадке.

[Антикосмит]

Для Венеры лучше дирижабль с "плавучими" тонкопленочными солнечными батареями и радар с ФАР в качестве электростанции, а по необходимости уже можно висеть над одним местом (если атмосфера позволит) и передавать энергию в микроволновом диапазоне наземному аппарату.

Зачем изобретать всякие "велосипеды", когда есть РИТЭГ? Причём бросовое тепло РИТЭГа можно напрямую использовать для работы абсорбционного холодильника!
Т.к. таблетке оксида плутония вполне можно позволить нагреваться и до 1500 °C при температуре на поверхности планеты в 460 °C, имеется достаточный перепад температур для работы преобразователей тепла радиоактивного распада в электричество и, в случае абсорбционного холодильника, в работу по охлаждению.

Можно, конечно, и геостационарный энергетический спутник

ГЕОстационарный, конечно, можно. Только как он от Земли до Венеры передавать энергию будет?..
А вот ВЕНЕРОстационарный невозможен - планета слишком медленно вращается.

А что на поверхности-то делать? Лавовые поля, пустыня. Ну что там можно найти?

Там можно найти тессеры - участки древней поверхности, сформировавшейся до превращения Венеры в филиал ада, а потому позволяющие понять, как планета выглядела раньше, и что с ней случилось.
Кроме того, тессеры - это уникальная форма рельефа, не встречающаяся более нигде. Помимо них есть и другие уникальные, не встречающиеся на других планетах, формы рельефа - арахноиды с венцами.

А подвижный венероход, думаю, нам не по зубам, да и пролетит дирижабль на порядки больше и с довольно близкого расстояния сможет картировать значительную поверхность планеты в видимом диапазоне.

Чтобы в видимом диапазоне снимать Венеру - это нужно летать ниже облаков. А значит в "аду". Если мы сможем сделать дирижабль, летающий в таких условиях, то и венероход запросто сделаем.

И сколько вы на этом перепаде получите? 1 кг плутония-238 дает 567 Вт. Ну будет у вас киловатт тепловой мощности (температура коллектора выше температуры атмосферы, прокатит). Термоэмиссия вам даст примерно 150 Вт электрической мощности. С термоэлектрическими материалами все будет гораздо хуже, т.к. они существенно выше 1000 градусов цельсия не работают.


На счет абсорбционного холодильника. Расскажите какое рабочее тело вы там предлагаете использовать с разлетом температур на испарителе скажем 50 градусов цельсия, а на конденсаторе 550 градусов цельсия? Или целый каскад применять будем? На термоэлектрике холодильник гораздо проще и даже на теллуриде висмута вполне реально сделать на этот диапазон, но он сожрет все ваши 150 ватт мощности и может еще и не хватит. Надо считать. КПД там плавает в зависимости от разницы температур: чем выше разница температур, тем ниже кпд.

Все карбонаты и часть сульфатов на поверхности Венеры уже разложились давно. Не знаю из чего там сложены эти древнейшие породы. Может что-то и осталось.

Для того чтобы снимать под облачностью не обязательно туда нырять. Можно спустить на тросе камеру. Конечно, так с ходу сложно прикинуть получится ли изготовить такой световод в армирующей оплетке длиной пару десятков километров в учетом ветровой нагрузки. Над облаками скорость ветра в 100 м/с, так что облететь планету не составит особого труда на дирижабле. Потом я еще добавлю по доступной дирижаблю энергетике.

[SONY]

И сколько вы на этом перепаде получите? 1 кг плутония-238 дает 567 Вт. Ну будет у вас киловатт тепловой мощности (температура коллектора выше температуры атмосферы, прокатит). Термоэмиссия вам даст примерно 150 Вт электрической мощности.

Если вы сами посчитали, то к чему меня спрашиваете?..

На счет абсорбционного холодильника. Расскажите какое рабочее тело вы там предлагаете использовать с разлетом температур на испарителе скажем 50 градусов цельсия, а на конденсаторе 550 градусов цельсия? Или целый каскад применять будем? На термоэлектрике холодильник гораздо проще и даже на теллуриде висмута вполне реально сделать на этот диапазон, но он сожрет все ваши 150 ватт мощности и может еще и не хватит.

Вот из-за того, что 150 Вт электричества не хватит, я и предлагаю холодить иначе.
Кремниевая электроника может работать до +125, так что не обязательно поддерживать +50, можно и в районе +120 работать. А в этом случае в качестве хладагента подойдёт, например, йод.
Абсорбер не продумывал в деталях. Но важный момент, что он не обязан быть жидкостью, есть и варианты с твёрдым.

Для того чтобы снимать под облачностью не обязательно туда нырять. Можно спустить на тросе камеру. Конечно, так с ходу сложно прикинуть получится ли изготовить такой световод в армирующей оплетке длиной пару десятков километров в учетом ветровой нагрузки.

Нам нужен не просто световод, волоконно-оптический жгут. Т.е. десятки или даже сотни тысяч волокон. Это весьма тяжёлая штука, и при этом разрешение изображения получается весьма убогим, ведь три сотни тысяч волокон (огромная величина для волоконных жгутов) - это всё равно жалкие 640x480...
И самое главное, что всё это бесполезно: десятки километров видимый свет просто не пройдёт...
Вы не можете просматривать это вложение.

[Дем]

Нам нужен не просто световод, волоконно-оптический жгут. Т.е. десятки или даже сотни тысяч волокон.

Можно зеркалом сканировать на входе, оно при любой температуре работает

[Антикосмит]

Нам нужен не просто световод, волоконно-оптический жгут. Т.е. десятки или даже сотни тысяч волокон.

Можно зеркалом сканировать на входе, оно при любой температуре работает

Времени нет расписать все как следует. Волоконными пучками со времен создания граданов уже никто не пользуется для трансляции изображений. Прочность кварцевых оптических волокон при правильной поверхностной обработке превышает прочность стали на порядок при меньшей удельной плотности. Под облачным покровом дымка бывает только на ночной стороне. Поверхность Венеры отлично излучает в тепловом диапазоне с преобладающей длиной волны примерно в 4 мкм, а это вполне осилит обычная кварцевая оптика. В общем по первым прикидкам есть шанс, что все получится. Транслировать данные как и подавать питание можно по 2 и более (надо считать какой толщины жгут даст возможность подвесить контейнер с камерой при заданной длине) кварцевым световодам с металлическим покрытием попрочнее (платина или сплав с более высокими механическими свойствами). В общем там надо считать и ветровой напор и скорость на разных высотах, какие там нагрузки могут возникнуть. На это сейчас нет времени. Но в принципе это вполне рабочий вариант и обсчитать его имеет смысл.

Правда, как оказалось над облачным слоем тоже фигурирует дымка. Она снизит освещенность и эффективность солнечных батарей. Примерно до земного уровня.

[Lunatik-k]

Поверьте на слово. Под облачным покровом дымка бывает только на ночной стороне. Поверхность Венеры отлично излучает в тепловом диапазоне с преобладающей длиной волны примерно в 4 мкм, а это вполне осилит обычная кварцевая оптика.

Есть очень большие сомнения в этом. И вот почему: в инфракрасной технике есть такое понятие как фоновая температура передающей среды, которая сильно влияет на качество различения изображения.
Как вы понимаете, фоновая температура передающей среды(оптоволокна) будет близка или равна тепловому диапазону самой Венеры . Фон передающей среды будет забивать передаваемое изображение.

[Антикосмит]

Поверьте на слово. Под облачным покровом дымка бывает только на ночной стороне. Поверхность Венеры отлично излучает в тепловом диапазоне с преобладающей длиной волны примерно в 4 мкм, а это вполне осилит обычная кварцевая оптика.

Есть очень большие сомнения в этом. И вот почему в инфракрасной технике есть такое понятие как фоновая температура передающей среды, которая сильно влияет на качество различения изображения.
Как вы понимаете, фоновая температура передающей среды(оптоволокна) будет близка или равна тепловому диапазону самой Венеры.

Спасибо за уточнение. Но я и не предлагал гнать изображение как есть.

По оптоволокну гнать надо кодированный сигнал, лазером, на частоте имеющей наименьшее затухание. То же касается и питания: кпд фотоэлектрической батареи под одну длину волны можно сделать очень приличным под 80-90%

[Lunatik-k]

По оптоволокну гнать надо кодированный сигнал, лазером, на частоте имеющей наименьшее затухание. То же касается и питания: кпд фотоэлектрической батареи под одну длину волны можно сделать очень приличным под 80-90%

Тут еще не понятно на какой длине волны ИК излучения передавать.
Фон в оптоволокне будет широкополосным, т.к. у поверхности Венеры температура передающей среды одна, а чем выше от поверхности температура фонового излучения будет меняться с изменение температуры самого оптоволокна.

[Антикосмит]

По оптоволокну гнать надо кодированный сигнал, лазером, на частоте имеющей наименьшее затухание. То же касается и питания: кпд фотоэлектрической батареи под одну длину волны можно сделать очень приличным под 80-90%

Тут еще не понятно на какой длине волны ИК излучения передавать.
Фон в оптоволокне будет широкополосным, т.к. у поверхности Венеры температура передающей среды одна, а чем выше от поверхности температура фонового излучения будет меняться с изменение температуры самого оптоволокна.

1,54 мкм, например. Шумы в этом диапазоне будут совсем слабыми, и r тому же, некогерентными. Чем выше, тем холоднее. Надо еще выяснить какая температура непосредственно под облачным покровом. Там может быть не 460 градусов, а 360 или и того меньше.

[Lunatik-k]

По оптоволокну гнать надо кодированный сигнал, лазером, на частоте имеющей наименьшее затухание. То же касается и питания: кпд фотоэлектрической батареи под одну длину волны можно сделать очень приличным под 80-90%

Тут еще не понятно на какой длине волны ИК излучения передавать.
Фон в оптоволокне будет широкополосным, т.к. у поверхности Венеры температура передающей среды одна, а чем выше от поверхности температура фонового излучения будет меняться с изменение температуры самого оптоволокна.

1,064 мкм, например. Шумы в этом диапазоне будут совсем слабыми, и r тому же, некогерентными. Чем выше, тем холоднее. Надо еще выяснить какая температура непосредственно под облачным покровом. Там может быть не 460 градусов, а 360 или и того меньше.

Находите статью в википедии Атмосфера Венеры.

[Антикосмит]

В зависимости от того где подвешивать камеру температура будет колебаться от +200 градусов до ноля. Т.е. если непосредственно под облаками вести наблюдение, то нет нужды в термостате.  А в зоне облачности и того меньше до -100 градусов цельсия над облачностью. С понижением температуры прочность оптоволокна возрастает. 200-250 градусов диапазон при котором оптоволокно вполне работает. Если верить картинке, то длина световода должна быть порядка 25-50 км. Хотя по другим данным туман под облаками только на ночной стороне есть, а там все равно в тепловом диапазоне наблюдение вести можно, так что не критично. В общем километров на 30-35 можно ориентироваться с учетом изгиба ветровым напором.

[Lunatik-k]

Вопрос за "малым"
1) решить на какой высоте размещать видеокамеру.
2) Создать лазер и видеокамеру работающие при данных температурах или холодильник обеспечивающий их работу.

[Антикосмит]

Размещать под облаками
В чем проблема в работе при нуле градусов Цельсия?

Пока не вижу непреодолимых препятствий. Только технические сложности. Можно даже водород с собой не везти, а заправиться в зоне сернокислотных облаков, привезя с собой, например, литий. Самые большие проблемы я ожидаю от возможной турбулентности: стекло нихрена не растягивается и надо как-то гасить колебания, чтобы не оборвалась камера.

При такой температуре можно было бы применить даже СВМПЭ какой-нибудь бешенной молекулярной массы за 10 миллионов.

[Lunatik-k]

Размещать под облаками
В чем проблема в работе при нуля градусов Цельсия?

И что увидим на поверхности ? С каким разрешением ? И сколько там облачных слоев ?
Если смотреть венерианские фото с Советских Венер, то там все в дымке.