Внешние тепловые потоки, действующие на космический аппарат

Введение

Благодаря сочетанию сверхвысоких давлений и температур в центральной области Солнца происходят ядерные реакции, при которых выделяется огромное количество энергии. Среднее количество вырабатываемой при ядерных реакциях энергии в расчете на грамм вещества в секунду составляет 1,92 эрга. Часть этой энергии идет на поддержание в центральной области сверхвысоких температур, необходимых для ядерных реакций, а остальная излучается Солнцем в межпланетное пространство. Мощность общего излучения Солнца 3,83•10²⁶ Вт, из которых на Землю попадает около 2•10¹⁷ Вт, т. е. приблизительно одна двухмиллиардная часть. С 1 см² поверхности Солнца в 1 сек. излучается энергии 6000 Вт, или 6•10¹⁰ эрг/см² сек. Излучаемый Солнцем поток энергии уносит ежегодно 1,4•10¹³ т вещества. И хотя эта величина, по нашим понятиям, огромна, по сравнению с массой светила она ничтожна: потребуется невероятно огромное время, чтобы Солнце израсходовало на излучение энергии все свое вещество и, таким образом, перестало бы существовать. Но до такого состояния Солнце далеко - приблизительно 10 млрд. лет.

А. Б. Северный дает такое интересное сопоставление огромной мощности излучаемой Солнцем энергии с эффектом ее использования: "Ежесекундно теряемой Солнцем лучистой энергии достаточно, чтобы в течение часа растопить и довести до кипения 2,5 биллиона км³ льда, т. е. растопить слой льда вокруг Земли толщиной более 1000 км.

Исходящее из центральной области Солнца излучение, по мере движения к внешним сферам, перестраивается из коротковолнового в длинноволновое. Если в центре присутствуют обычные Х-лучи, гамма-излучение и рентгеновское, то в средних слоях солнечного шара преобладают ультрафиолетовые лучи, а в излучающей поверхности Солнца (в фотосфере) они оказываются трансформированными уже в волны светового диапазона излучения. В соответствии с диапазоном длин излучаемых поверхностью Солнца (фотосферой) электромагнитных волн ее температура принимается равной 5785 К.

Солнце генерирует и отпускает в космическое пространство два основных потока энергии - электромагнитное излучение, или солнечную радиацию, и корпускулярное излучение, или солнечный ветер. Энергетические потоки обладают высокой мощностью в пределах близко расположенных от светила космических тел.

Трудно переоценить влияние солнечной радиации на процессы, протекающие в природной и техногенной средах, поэтому испытаниям на воздействие солнечного излучения подвергают изделия и материалы от самых простейших до космических аппаратов и их систем. Проведение испытаний в натурных условиях часто оказывается невозможно или слишком дорого по причинам сложности поддержания одних и тех же условий при проведении серии экспериментов; работы в режиме реального времени, что неоправданно удлиняет сроки испытаний. Эти трудности многократно возрастают при комбинированных воздействиях.

Для того чтобы ракеты-носители, а также космические аппараты удовлетворяли требованиям надежности, долговечности и работоспособности, на Земле они тщательно и всесторонне испытываются в условиях, максимально соответствующих имеющимся при запуске и в ходе орбитального полета. Специалистов, в частности, интересуют ответы на вопрос о том, как приборы перенесут вибрацию и перегрузки, какова степень герметичности аппаратов, как работает система единого питания, как ведут себя различные материалы в глубоком вакууме при экстремальных температурах и многое другое.

Внешние тепловые потоки, действующие на космический аппарат

Дата добавления: 2015-11-14