Mágikus hőszigetelő anyag - aerogél

A Mars felszíne sokkal hűvösebb, mint a Föld, minimális hőmérséklete -100 °C alatt van. Ilyen alacsony hőmérsékletű környezetben hogyan oldja meg a rover a hőszigetelés problémáját?

Valójában a Föld körüli pályán lévő űrhajók és a Hold felszínén lévő szondák is zord hőmérsékleti környezettel szembesülnek. Annak érdekében, hogy az űrhajók berendezései viszonylag kényelmes hőmérsékleti környezetben működjenek, általában az űrhajóra helyezve egyfajta szigetelést, amelyet többrétegű hőszigetelő komponenseknek neveznek "Ruhák", hogy az űrhajót ne befolyásolja, hogy a külső környezet hideg vagy meleg.

A többrétegű hőszigetelő komponens azonban csak vákuumban jó hőszigetelő képességgel rendelkezik. A Mars felszínén lévő, körülbelül 800Pa szén-dioxid-gázkörnyezetben hőszigetelő hatása elvész. Ezért kell a rovert aerogéllel szigetelni.

Az aerogél egy nanoporózus szilárd anyag, amelyben a diszperziós közeg gáz, és a kolloid részecskék vagy polimer molekulák hálózati struktúrává aggregálódnak. Az aerogél hálózati szerkezetének alapvető részecskeátmérője 1-20 nm, a pórusméret pedig 1-100 nm. Mivel az anyag pórusmérete kisebb, mint a légmolekulák átlagos szabad útja, a gázkonvekció hatékonyan elnyomható.

Szóval, mi olyan varázslatos az aerogélben?

1) Jó hőszigetelési teljesítmény

A hőszigeteléshez használt PTFE hővezető képessége 0,27 W/(m•K), míg a nano-aerogél hővezető képessége általában 0,02W/(m•K), ami csak 1/13-a a PTFE-nek. . Ennek az az oka, hogy a szén-dioxid-gáz a marsi légkör kis réseiben stagnál, így a konvektív hőátadás nem fejleszthető ki. Az aerogél mikrostruktúrája viszonylag vékony, és a hőátadási út hosszú, ami csökkenti a hővezetési kapacitást. Ezért az alacsony sűrűségű nano-aerogél anyag a legjobb hőszigetelő anyag a Marsjáró hőszabályozó rendszeréhez.

(2) Könnyű súly

A vas sűrűsége 7800 kg/m3, ami azt jelenti, hogy 1 köbméter vas súlya 7,8 tonna; a levegő sűrűsége 1,29 kg/m3, ami azt jelenti, hogy 1 köbméter levegő súlya 1,29 kg. A marsjáró által használt aerogél sűrűsége 30 kg/m3, ami körülbelül 23-szorosa a levegőnek. Az aerogél előállítása során a gélben lévő folyadékot gázzal helyettesítik, sok lyukat és szerkezeti sejtet képezve, így a sűrűség rendkívül alacsony.