-170 laipsnių atlaiko, -35 laipsnių – ne?
„Facebook“ vartotojui iš Lietuvos ramybės neduoda vienas klausimas – kaip mėnuleigiai pakelia tokias aukštas ir žemas temperatūras?
„Pasakų skyrelis dideliems vaikams... kaip teigia patys „teisingiausi šaltiniai“, temperatūra Mėnulio hologramoje gali siekti -170 laipsnių Celsijaus ir ten be problemų nuo apie 1971 m. važinėja elektromobiliai (elektromėnuleigiai)...
Planetoje Žemė, kai temperatūra nukrenta žemiau nei -35 laipsniai, elektromobiliai kažkodėl pradeda nebevažiuoti ir greit užmiega... Kaip taip gali būti?
P. S. Taip pat ir su + temperatūra, pvz. Mėnulyje +100 laipsnių elektromobiliai taip pat važinėja be problemų“, – savo paskyroje dėstė internautas.
Kaip gaminami mėnuleigiai?
Iš tiesų Mėnulyje dienos ir nakties temperatūra stipriai skiriasi. Dieną temperatūra pakyla iki maždaug 127 laipsnių, naktį ji gali nukristi iki -173 laipsnių Celsijaus. Kraterių viduje gali būti ir dar šalčiau.
Inžinieriai Mėnulio visureigius projektuoja taip, kad jie susidorotų su daugeliu iššūkių: tamsa, itin dideliu šalčiu, radiacija, nelygiu reljefu.
Kad galėtų tyrinėti kraterius, šie prietaisai turi ištverti ekstremalią temperatūrą. Siekiant palaikyti reikiamai temperatūrai naudojami įvairūs prietaisai. Juos projektuojantiems inžinieriams kyla įvairių iššūkių, susijusių su izoliacija ir temperatūros kontrole.
Siekiant mėnuleigio viduje išlaikyti šilumą, o išorėje – šaltį, jie nudažomi aukso spalvos dažais. Tai sulaiko šilumą. Šis procesas panašus į tą, kaip šilumą išsaugo termosai.
Transporto priemonėje taip pat galima naudoti specialios rūšies izoliaciją, vadinimą aerogeliu, kuri taip pat apsaugo nuo šilumos perdavimo. Šią izoliaciją 99,8 proc. sudaro oras, kuris yra geras izoliatorius. Be to, jis yra labai lengvas, todėl puikiai tinka kosmoso misijoms.
Mėnuleigiai turi temperatūros kontrolės sistemas, taip pat – šildytuvus, kurių termostatai gali automatiškai įjungti ir išjungti šildytuvą. Šilumai išleisti į kosmosą naudojamas siurblys. Ši sistema veikia panašiai kaip ir automobilio oro kondicionavimo sistema.
Buvo įkaitęs iki maksimumo
Pirmasis mėnuleigis, oficialiai vadinamas „Lunar Roving Vehicle“ (LRV), buvo pristatytas tik per ketvirtą pilotuojamą nusileidimą Mėnulyje 1971 m. Jo darbas buvo gana paprastas – padėti astronautams tyrinėti didesnį plotą ir nugabenti Mėnulio uolienas į nusileidimo vietą.
Tačiau, norint sumažinti LRV svorį, mokslininkams prireikė neįtikėtinai pažangių technologijų konstrukcijos. Visų pirma buvo panaudotas aliuminis ir titanas.
Temperatūros kontrolė taip pat buvo nemenkas iššūkis. Sidabriniai cinko akumuliatoriai prastai veikia žemoje temperatūroje, tačiau LRV buvo skirtas naudoti tik 15 Žemės dienų trunkančią Mėnulio dieną. Tai reiškia, kad pagrindinė užduotis buvo apsaugoti visureigį nuo perkaitimo, o ne nuo šalčio.
Šiuo laikotarpiu Mėnulio paviršiaus temperatūra gali pasiekti verdančio vandens karštį, tačiau, kadangi palydovas neturi atmosferos, temperatūra jame smarkiai svyruoja ir daugiausiai priklauso nuo laiko, praleidžiamo saulės šviesoje.
Didžiausia akumuliatoriaus darbinė temperatūra buvo 52 laipsniai Celsijaus, o išgyvenimo temperatūra – 60 laipsnių. Tačiau baterija šią ribą greitai viršytų, jei per ilgai būtų veikiama dienos šviesos.
Siekiant išspręsti šią problemą, abiem mėnuleigio akumuliatoriams buvo sumontuoti pasyvūs radiatoriai. Užuot naudoję tradicinę aktyvią aušinimo skysčių sistemą, inžinieriai panaudojo lydyto silicio veidrodžius, kad atspindėtų kuo daugiau šviesos ir pašalintų kuo daugiau šilumos.
LRV judant, veidrodžiai buvo uždengti dulkių skydu, kad itin smulkus Mėnulio dirvožemis nepadengtų veidrodžių ir nesugadintų jų gebėjimo atspindėti šviesą bei spinduliuoti šilumą.
„Apollo 15“ misijos metu trumpos kelionės ir mažas Saulės kampas palaikė normalią baterijų temperatūrą, tačiau „Apollo 16“ misijos nusileidimo vietoje temperatūra buvo aukštesnė. Be to, per avariją mėnuleigis neteko vieno sparno.
Kelionės metu paskui visureigį sekė smulkių dulkių uodega, kuri padengė ir veidrodėlius. Akumuliatoriams nepavyko atvėsti tarp važiavimų, net nuėmus šiluminius skydus ir nušveitus veidrodžius.
Baterijas pavyko šiek tiek atvėsinti LRV pastatant pavėsyje, tačiau per ilgai užsibuvus dėl didelio šalčio galėjo nebeveikti elektriniai komponentai. Astronautai vis keitė vieną akumuliatorių kitu, tačiau paskutinės ekskursijos metu baterijos įkaito iki didžiausios leistinos temperatūros, pasiekdamos 62 laipsnius. Visgi jos veikė gerai ir nei vienam astronautui misijos metu neteko keliauti pėsčiomis.
Elektromobiliai ir šaltis
Cheminės ir fizikinės reakcijos akumuliatoriuje, esant žemai temperatūrai, vyksta lėčiau. Žema temperatūra slopina chemines reakcijas ir veikia kaip pasipriešinimas, kuris lėtina fizikinius procesus.
Šaltuoju metų laiku elektromobiliai gali prarasti iki 30 proc. turimos galios ne tik dėl temperatūros poveikio akumuliatoriui, bet ir dėl didesnio energijos poreikio, kai keleiviai įjungia šildymą.
„Salono šildytuvo, sėdynių šildytuvų, atitirpintuvų ir kitų priedų, kurie kovoja su šaltu oru automobilyje, įjungimas – visa tai sumažina ridą. Nustatėme, kad esant žemai temperatūrai 20 Farenheito ir žemesnei, pasiekiamumas tikrai sumažėja“, – rašo „Consumer Reports“.
15min verdiktas: trūksta konteksto. Mėnuleigiai yra kuriami inžinierių, kurie susiduria su nemažai iššūkių. Šie visureigiai turi specialias vėdinimo ir šildymo sistemas, kitus prietaisus, kurie jiems padeda ištverti ekstremalias temperatūras. Elektromobiliai nenustoja važiuoti vien dėl šalčio. Jiems gali kilti problemų tuomet, kaip vienu metu yra įjungta daug funkcijų, kurios greitai iškrauna akumuliatorių.
Publikacija parengta 15min bendradarbiaujant su „Meta“, ja siekiama stabdyti klaidinančių naujienų plitimą socialiniame tinkle. Daugiau apie programą ir jos taisykles – čia.
