Как обойтись без РИТЭГ-ов на лунных стационарных(и не только) объектах. Мысли от Lunatik-k.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

А что такое реголит? Есть реголит, а есть реголит, а еще есть реголит... Какое-то странное представление, мол существует вещество реголит, и из него состоит Луна. Луна состоит из самых разных пород, которые к тому-же находятся в разных агрегатных состояниях. Измерения теплопроводности в одной точке не дают ни какого представления о том, что и где можно будет применить для термостатирования будущих баз.

[opinion]

Можно закопать аккумулятор на значительно меньшую глубину, но перед наступлением лунной ночи накрыть место где закопали аккумулятор несколькими слоями ЭВТИ.

Ещё проще укрыть несколькими слоями ЭВТИ аккумулятор.

[Lunatik-k]

Можно закопать аккумулятор на значительно меньшую глубину, но перед наступлением лунной ночи накрыть место где закопали аккумулятор несколькими слоями ЭВТИ.

Ещё проще укрыть несколькими слоями ЭВТИ аккумулятор.

Так не получится.
Тепловая энергия запасенная в физическом объеме аккумулятора минимальна. 
А закапывая аккумулятор в реголит увеличивается физический объем самого накопителя тепловой энергии т.к. сам реголит является накопителем тепловой энергии.

Слишком разные значения величин объемной теплоемкости между
"просто аккумулятор" и "аккумулятор плюс реголит".

[Lunatik-k]

Спускаемый модуль «Чандраян-3» углубился в лунный реголит на восемь сантиметров и померил его температуру.

Вы не можете просматривать это вложение.

 

Анализируя график распределения температуры реголита  можно понять, что реголит в этом месте имеет низкую теплопроводность. Для обеспечения большего накопления тепловой энергии вокруг закопанных аккумуляторов можно просверлить дополнительные отверстия в реголите и разместить в них электрические ТЭНы.
Эти тэны будут днем питаться от солнечных батарей накапливая больше тепловой энергии в реголите( в зоне размещения аккумуляторов) , что положительно скажется на работоспособности аккумуляторов.
Если реголит в зоне размещения аккумуляторов будет просто сыпучим то закопать эти тэны по кругу недалеко от аккумуляторов.

[Юрий Михайлович Темников]

Самое лучшее и простое решение,это аккумуляторный отсек внутри станции.Как на подводных лодках и не изобретать велосипед.

[Брабонт]

Самое лучшее и простое решение,это аккумуляторный отсек внутри станции.

Которую ночью нужно подогревать РИТЭГом.
Вы прочитали название темы?

[Юрий Михайлович Темников]

Самое лучшее и простое решение,это аккумуляторный отсек внутри станции.

Которую ночью нужно подогревать РИТЭГом.
Вы прочитали название темы?

Так они и будут согревать станцию за счёт саморазряда.
 И вообще,проблема мне кажется высосана из пальца. Станции под слоем реголита пожалуй скорее потребуется радиатор ,чтобы не допустить перегрева,за счет работы аппаратуры .
  Да и запасти тепла для станции не проблема. Герметичный "мешок под всей станцией набить реголитом  и прокачивать "днём через него газ нагреваемый солнечным коллектором. Можно столько  тепла запасти ,что хватит  для работы парогенератора. на пару недель. Надо только "мешочек побольше.  Или ящичек.

[Брабонт]

Так они и будут согревать станцию за счёт саморазряда.

Что мешает подгулявшим застрявшим пассажирам "Нивы" пару недель продержаться в февральском заполярье, обогреваясь аккумулятором?

[Юрий Михайлович Темников]

Так они и будут согревать станцию за счёт саморазряда.

Что мешает подгулявшим застрявшим пассажирам "Нивы" пару недель продержаться в февральском заполярье, обогреваясь аккумулятором?

Вы что в "каменном веке живёте? Пару-тройку батарей от Теслы для работы аппаратуры,а уж аппаратура вас и подогреет.

[vlad7308]

Да и запасти тепла для станции не проблема. Герметичный "мешок под всей станцией набить реголитом  и прокачивать "днём через него газ нагреваемый солнечным коллектором.

Похоже, у реголита очень низкая теплоемкость (объемная) и очень низкая теплопроводность. Делать из него тепловой аккумулятор примерно так же удобно, как из минваты.
А вот как теплоизолятор - вполне возможно.

ЗЫ зато под слоем реголита - обычные горные породы (вероятно, везде разные). Можно использовать как холодильник для тепловой машины

[Юрий Михайлович Темников]

Да и запасти тепла для станции не проблема. Герметичный "мешок под всей станцией набить реголитом  и прокачивать "днём через него газ нагреваемый солнечным коллектором.

Похоже, у реголита очень низкая теплоемкость (объемная) и очень низкая теплопроводность. Делать из него тепловой аккумулятор примерно так же удобно, как из минваты.
А вот как теплоизолятор - вполне возможно.

ЗЫ зато под слоем реголита - обычные горные породы (вероятно, везде разные). Можно использовать как холодильник для тепловой машины

Ну во первых Теплоёмкость реголита такая -же как и у горных пород. Но есть одно преимущество. Он пористый! Единственный недостаток -очень мелкий. Значит набивать мешочек-ящичек нужно содержащимися в нём камешками. 
Про теплоизолятор это вы правильно.
  Это значит ,что можно положить рядышком ДВА мешочка,ну с небольшим промежутком.Один нагревать днём ,другой охлаждать ночью.Ну и любая тепловая машина. Вроде как лучшая это Стирлинг. Мешочек -ящичек должен быть кубов на 10 000 а может быть и больше. Согласно закона куба-квадрата вес не будет значительным. А работать оно практически вечно.
А вот с горными породами .....Их же бурить ,дробить нужно.Да ещё и герметичность обеспечивать.

[vlad7308]

Похоже, у реголита очень низкая теплоемкость (объемная) и очень низкая теплопроводность. Делать из него тепловой аккумулятор примерно так же удобно, как из минваты.
А вот как теплоизолятор - вполне возможно.

Ну во первых Теплоёмкость реголита такая -же как и у горных пород. Но есть одно преимущество. Он пористый! Единственный недостаток -очень мелкий

Я не понял - это Вы так соглашаетесь с тем, что написал я, или возражаете?

[Lunatik-k]

Юрий Темников предложил готовое решение - взять Пару-тройку батарей от Теслы.

Давайте оценим батарейку Юрия Темникова.
Проведем пока расчет для одной батарейки.

По рассказам специалистов которые демонтируют эти батарейки с автомобилей.
Весит она порядка 800 кг + к ней нужна система жидкостного охлаждения.
Сколько весит система охлаждения специалисты не рассказывали, но предполагаю, что это
не менее 100 кг.
Из рассказов этих специалистов энергетическая емкость батареи составляет 85 квт.час(приличная емкость).

Чтобы доставить на Луну одну голую батарейку Юрия Темникова.
Потребуется как минимум один Протон.
У нас Луноход весил 900 кг массы сопоставимые.
Если две батарейки то это два Протона.
Если три батарейки то это три Протона.

Продолжим расчет дальше.

Минимальная температура при которой может использоваться эта
батарейка составляет -10°С, что равно 263°K

При такой температуре с одного квадратного метра поверхности батарейки
излучается в пространство 271 вт/час за 354 часа лунной ночи с одного метра поверхности в пространство излучится 96 квт.
От поверхности Луны один квадратный метр получит 2 квт.
Т.е 96-2 = 94 квт.
Поверхность голой батарейки предлагаемой Юрием составляет примерно 7 кв.метров.
т.е. с её поверхности улетит в пространство за одну лунную ночь.
7кв.м * 94квт = 658 квт. и это без учета поверхности системы охлаждения необходимой для этой батарейки.
Какая площадь поверхности системы охлаждения этой батарейки мне не известна.
Но думаю что площадь поверхности радиаторов не менее чем площадь поверхности самой батарейки т.к. на Луне атмосферы нет, обдувать радиаторы будет не чем.
А это еще плюсом 658 квт.

И того с батарейки+система охлаждения в космическое пространство улетучится 658 + 658 = 1316 квт.

Вспомним однако характеристики самой батарейки её энергетическая емкость составляет всего 85 квт.

Значит без пассивного утепления не обойтись.

Батарейку Юрия можно закопать в реголит и часть энергии батареи тратить на её разогрев(и это нужно считать - энергии батареки на поддержание температуры может и не хватить),  а вот что делать с жидкостной сиcтемой охлаждения для батарейки Юрия не совсем понятно.

Юрий у Вас будут возражения по методике расчета ?

Для закапывания 800 кг. батареи Юрия Темникова отправим на Луну небольшой экскаватор ещё на одном Протоне.

[Lunatik-k]

Продолжим расчет для батарейки Юрия Темникова.

Предположим мы закопаем батарейку Юрия в реголит на глубину в 1 метр.
где согласно данным ученых постоянно -35°С

-35°С это (273-35) = 238°К

т.е. если на глубине обеспечить зазор между
батареей и реголитом то батарея получит излучением
от реголита с температурой 238°К на 1 квадратный
метр 182вт за час.
т.е. за лунную ночь батарея получит излучением тепловой энергии из реголита 182вт * 354 = 64,4 квт.

В обратном направлении тепловой поток излучением как мы считали ранее
составлял 96квт
  т.е тепловые потери с 1 кв.метра батареи
  96квт - 64,4квт = 31,6квт

  Площадь батарейки Юрия 7кв.м
  тепловые потери со всей батареи составят
  7кв.м * 31,6 квт = 221,2 квт

  Юрий выходит даже если мы просто закопаем Вашу голую батарею в реголит
  на глубину один метр то она все равно замерзнет её энергоемкость всего 85 квт, этого не хватит.

  Предложение Юрия даже на глубине в один метр где -35°С его батарейку нужно укутывать в маты ЭВТИ.
 Может даже лучше укутывать в обычную стекловату т.к. у неё нагрузочная способность выше, ЭВТИ  просто порвется под нагрузкой.

  И это без учета площади системы охлаждения для Ваших батареек, что с эти делать я не знаю.

 
  Заметим однако что даже для обычных Никель-Кадмиевых аккумуляторов паспортная
  температура эксплуатации от -40°С. т.е. их просто можно закопать на глубину в один метр без всяких утеплителей и они будут работать не тратя ни одного вата своей емкости для обеспечения температуры своей эксплуатации.

[Юрий Михайлович Темников]

Ну положим никого и никуда я закапывать не предлагал.  А предложил я аккумуляторный отсек и лучше где-то в серёдке станции,чтобы тепло саморазряда просто так никуда не уходило,а компенсировало теплопотери самой станции. И с чего вы решили что батарее потребуется радиатор? Максимум вентилятор. Ей в авто требуется выдавать иногда пиковую мощность ,у нас тихий размеренный разряд,который тоже превращается в тепло и греет опять же станцию,а не реголит. Ну а "Обуть её в ЭВТИ сам бог велел.
Не нужно придумывать проблемы тамг де их нет.
И да,станция (ЛБ) будет на ПОЛЮСЕ!Или близко от него. Так что рулить будут солнечные батареи.Или тепловые машины .

[Lunatik-k]

Ну положим никого и никуда я закапывать не предлагал. А предложил я аккумуляторный отсек и лучше где-то в серёдке станции,чтобы тепло саморазряда просто так никуда не уходило,а компенсировало теплопотери самой станции. И с чего вы решили что батарее потребуется радиатор? Максимум вентилятор. Ей в авто требуется выдавать иногда пиковую мощность ,у нас тихий размеренный разряд,который тоже превращается в тепло и греет опять же станцию,а не реголит. Ну а "Обуть её в ЭВТИ сам бог велел.
Не нужно придумывать проблемы тамг де их нет.
И да,станция (ЛБ) будет на ПОЛЮСЕ!Или близко от него. Так что рулить будут солнечные батареи.Или тепловые машины .

Юрий поясните пожалуйста Вы вентилятором вакуумом ЭВТИ обдувать собрались ?

[SONY]

+ к ней нужна система жидкостного охлаждения

Она нужна тогда, когда вы цепляете к этой батарее 300 кВт электромотор.
Если же у вас научный космический аппарат, потребляющий 300 Вт, никакого активного охлаждения аккумулятору даром не надо.

И никаких батарей от Tesla тут не нужно. При должной теплоизоляции самые обычные аккумуляторы АМС вполне смогут себя греть на протяжении двух недель.
Нашёл габариты аккумуляторной батареи 12*2ЛИ-48 - 346x404x220 мм. Это батарея массой 35 кг с энергоёмкостью 4,7 кВт*ч.
Площадь батареи (считаем её прямоугольным параллелепипедом) - 0,61 м². Будем поддерживать её температуру на уровне 263 К (-10) при коэффициенте излучения 0,05 (полированный металл). Мощность излучения составит 8,3 Вт. За 15 суток вечера, ночи и утра на Луне, т.е. за 360 часов, получим 3,0 кВт*ч потерь - 63% от ёмкости батареи. Т.е. эта батарея, если сделать на неё просто зеркальное покрытие, легко сможет всю лунную ночь себя обогревать.

[Lunatik-k]

+ к ней нужна система жидкостного охлаждения

Она нужна тогда, когда вы цепляете к этой батарее 300 кВт электромотор.
Если же у вас научный космический аппарат, потребляющий 300 Вт, никакого активного охлаждения аккумулятору даром не надо.

И никаких батарей от Tesla тут не нужно.

 то что батарея Tesla предложенная Юрием для 300 вт нагрузок не нужна тут полностью с Вами согласен.
 Дальше нужно считать.

[Lunatik-k]

При должной теплоизоляции самые обычные аккумуляторы АМС вполне смогут себя греть на протяжении двух недель.
Нашёл габариты аккумуляторной батареи 12*2ЛИ-48 - 346x404x220 мм. Это батарея массой 35 кг с энергоёмкостью 4,7 кВт*ч.
Площадь батареи (считаем её прямоугольным параллелепипедом) - 0,61 м². Будем поддерживать её температуру на уровне 263 К (-10) при коэффициенте излучения 0,05 (полированный металл). Мощность излучения составит 8,3 Вт. За 15 суток вечера, ночи и утра на Луне, т.е. за 360 часов, получим 3,0 кВт*ч потерь - 63% от ёмкости батареи. Т.е. эта батарея, если сделать на неё просто зеркальное покрытие, легко сможет всю лунную ночь себя обогревать.

Начнем с того что  аккумуляторной батареи 12*2ЛИ-48 ( для АМС) не рассчитаны на условия отсутствия в течении 354 часов солнышка и полного выхолаживания. Они рассчитана на условия когда спутники циклически попадает под солнышко обогревающее их и осуществляющее их циклическую  подзарядку.
https://cyberleninka.ru/article/n/raschyot-akkumulyatornyh-batarey-kosmicheskih-apparatov-sputnikovoy-sistemy-svyazi-na-nizkoy-krugovoy-orbite/viewer

Дальнейшее будем считать вместе с Вами, рассуждать и обосновывать Ваше предложение.

 

[Lunatik-k]

При должной теплоизоляции самые обычные аккумуляторы АМС вполне смогут себя греть на протяжении двух недель.
Нашёл габариты аккумуляторной батареи 12*2ЛИ-48 - 346x404x220 мм. Это батарея массой 35 кг с энергоёмкостью 4,7 кВт*ч.
Площадь батареи (считаем её прямоугольным параллелепипедом) - 0,61 м². Будем поддерживать её температуру на уровне 263 К (-10) при коэффициенте излучения 0,05 (полированный металл). Мощность излучения составит 8,3 Вт. За 15 суток вечера, ночи и утра на Луне, т.е. за 360 часов, получим 3,0 кВт*ч потерь - 63% от ёмкости батареи. Т.е. эта батарея, если сделать на неё просто зеркальное покрытие, легко сможет всю лунную ночь себя обогревать.

1) Начнем с того что функциями левитации аккумуляторные батареи не обладают.
Следовательно эти батареи должны иметь точки крепления к АМС которые должны выдерживать нагрузки перегрузок при старте с Земли.
Уважаемый SONY пожалуйста подскажите методы крепления этих аккумуляторных батарей и какой тепловой поток будет проходить между корпусом лунной станции и аккумуляторной батареей.
  Через эти точки(плоскости) крепления идут тепловые потери(через теплопроводность как известно на низких температурах тепловой поток через теплопроводность значительно выше чем через излучение[в расчете на квадратный метр])
  Подскажите пожалуйста какие ?

2) Учитывая то что максимальный ток разряда батарей 66А то проводники подключения(допустим медь) имеют тоже приличную теплопроводность через которые происходят приличные тепловые потери.
  Подскажите пожалуйста какие ?