革命性漫遊車技術幫助月球車抵禦極端環境溫度
名古屋大學的研究小組發明了一種熱開關裝置，用於月球車抵禦月球的極端溫度。這項技術優化了熱量控制，在冷卻和隔熱之間交替進行，從而以更少的能量完成更長的任務。
名古屋大學的新型熱開關裝置使月球車能夠有效管理月球上的極端熱條件，延長其運行壽命並減少能源消耗。資料來源：Shinichiro Kinoshita, Masahito Nishikawara
當太空人駕駛太空船在月球地形上航行時，不僅要面對零重力和可能掉落隕石坑的危險，還要應對劇烈的溫度變化。月球的氣候從127°C（260°F）的灼熱高溫到-173°C（-280°F）的刺骨低溫不等。
日本名古屋大學的研究團隊開發了一種熱開關裝置，旨在提高月球車的耐用性。他們與日本宇宙航空研究開發機構（Japan Aerospace Exploration Agency）的合作研究在《應用熱工程》（Applied Thermal Engineering）雜誌上發表。
未來的月球任務需要可靠的機器，能夠在這種惡劣的條件下工作。日本名古屋大學的研究團隊認識到未來的月球探測需要堅固耐用的機器，他們發明了一種熱開關裝置，預計將延長月球探測車的運行壽命。他們與日本宇宙航空研究開發機構（Japan Aerospace Exploration Agency）合作進行的研究發表在《應用熱工程》（Applied Thermal Engineering）雜誌上。
熱開關技術：月球條件下的解決方案
首席研究員Masahito Nishikawara 說：”能夠在白天散熱和夜間隔熱之間切換的熱開關技術對於長期月球探測至關重要。白天，月球車處於活動狀態，電子設備會產生熱量。由於太空中沒有空氣，電子設備產生的熱量必須主動冷卻和散發。
目前的設備往往依靠加熱器或連接到環形熱管上的被動閥門來實現夜間保溫。然而，加熱器成本高昂，而被動閥會提高流體流速，導致壓力下降，進而影響熱量傳遞效率。 Nishikawara 團隊開發的技術提供了一個中間地帶。它的壓力降比被動閥低，耗電量比加熱器低，在夜間可以保持熱量，而不影響白天的冷卻性能。
運作機制和能源效率
該團隊開發的熱控裝置將環形熱管（LHP）與電動流體動力（EHD）幫浦結合在一起。白天，EHD 幫浦不工作，使LHP 正常運作。在月球車中，LHP 使用的冷媒在蒸氣和液體狀態之間循環。當設備升溫時，蒸發器中的液態冷媒汽化，透過月球車的散熱器釋放熱量。然後，蒸氣又冷凝成液體，回到蒸發器再次吸收熱量。這一循環由蒸發器中的毛細力驅動，因此非常節能。
在夜間，EHD 幫浦會施加與LHP 流量相反的壓力，阻止冷媒的流動。電子設備與夜間寒冷的環境完全隔絕，用電量極低。團隊的研究包括選擇EHD 幫浦的電極形狀、設備設計、性能評估，以及利用EHD 幫浦停止低壓渦輪機運轉的演示測試。結果表明，夜間耗電量幾乎為零。
科技的影響與未來應用
Nishikawara 說：「這種開創性的方法不僅確保了漫遊車在極端溫度下的生存，還最大限度地減少了能源消耗，這在資源有限的月球環境中是一個至關重要的考慮因素。它為未來月球任務的潛在整合奠定了基礎，有助於實現持續的月球探測努力。
這項技術的意義不僅限於月球車，還可廣泛應用於太空船的熱管理。將EHD 技術整合到熱流體控制系統中，可提高熱傳導效率，減輕運作挑戰。未來，這將在太空探索中發揮重要作用。
這種熱開關裝置的開發是為長期月球任務和其他太空探索活動開發技術的一個重要里程碑。所有這些都意味著，未來月球車和其他太空船應該能更好地在極端的太空環境中運作。
編譯來源：ScitechDaily