長期或永久在宇宙停留的大規模太空飛行器是否都需要龐大的散熱板?

時間 2021-05-31 16:28:46

1樓:望著木星的喵

僅對於太空飛行器的發電系統,完全可以不進行輻射散熱。比如對於DHe3聚變堆,可以引出超高溫等離子體發電,然後將乏等離子體直接排放,從而省去龐大而笨重的散熱器。假設聚變堆等離子體執行溫度10億度,那麼1kg等離子體的熱能高達28GJ/g,即使發電效率僅有25.

7%,對於1GWe系統一年也就消耗DHe3工質4400kg而已。

2樓:

目前階段散熱板應該是唯一的高效散熱的方法了,因為在太空中散熱全靠輻射,而輻射率又和表面積成正比,所以說很薄的平板是最優的散熱元件外形。

理論上說是完全可以利用廢熱的(比如說反應堆的廢熱可以用來燒熱水)。但是根據熱力學第一定律,熱量是不會憑空消失的,也就是說利用廢熱只是把乙個系統的廢熱變成了另外乙個系統的廢熱而已(還是燒熱水的例子,反應堆的廢熱變成了乘員艙的廢熱)。所以說無論怎麼利用廢熱,最後還是要經過散熱器排到太空中的。

當然,散熱板不是唯一的散熱器設計。固態散熱板受到材料熔點等限制,效能有限,因此曾經出現過多種其它散熱器設計,比如液滴散熱器 (LDR) - 用乙個噴嘴噴出高溫液滴,在液滴輻射冷卻後再用收集裝置收回液滴。題主有興趣的話可以找一下相關的研究文獻。

3樓:紅薯

如果是虛構中的太空飛行器的話,

自然可以虛構一套熱量收集系統,用壓縮機或者半導體將每個艙室的熱量收集到導熱管中的介質中,然後運輸到散熱口集中散熱 .

壓縮機可以將導熱管中的介質加熱到很高的溫度,因而提公升散熱效率,減少散熱板面積 . 但不可避免的會消耗一些能量 . 但對於科幻中的巨型戰艦而言,這應該是唯一可行的方式 .

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