Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Научпоп доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 45
Создали фикус
…и ведь не ламповый же :)
Лампы тоже не работают при 700. А так сгодились бы.
Думаю, лампы при разумной доработке можно допинать до тысячи с копейками — а дальше и кварц поплывёт, и инвар поплавится…
Стеклянные, да. Но есть не стеклянные
были такие в 50х, для схем логики в горячей зоне атомных реакторов. Представляли из себя таблетку диаметром в дюйм и высотой примерно 10-15мм из чередующихся керамических колец и слоёв титана; донышко служило катодом и покрывалось изнутри оксидом титана, у нехо хорошая эмиссия. Нагрев катода внешний, поэтому при более низких температурах они работать и не могли бы. Две таких таблетки соединялись в триггер или логический элемент, получалось даже компактнее чем на обычных лампах того времени
Для глубокого геотермального бурения в недрах Земли требуются датчики
Датчики температуры на основе термопар известны давно
Датчики давления косвенные также известны давно
Чего не хватает? Химический анализ - это уже не просто датчики
Венероход по типу существующих сейчас марсоходов это будет весьма интересно. Но там же нужно не только электронику а вообще всё делать тугоплавким. И аккумуляторы на совершенно новых принципах, наверное.
Механика пофиг. Ее не так сложно сделать тугоплавкой.
Батарейки просто не нужны. Ритегу тоже пофиг на 700. Оксид урана и не то переживает.
Остаются только научные приборы.
У РИТЭГов свои проблему. На уране, конечно, их не делают - нет подходящего изотопа. Можно сделать, например, на кюрии-244 (температура плавления 1358°С) . Но греть горячую зону придётся до 1000-1100°С, чтобы получить разность температур для работы термопар или тепловой машины.
Из делают на всем подряд с подходящим периодом полураспада. Уран не нравится возьмите плутоний. Тот же оксид. Там температуры тоже сильно с запасом.
Да можно и меньше. 300 это большая разница. Можно и на заметно меньшей работать. КПД упадет, но работать будет. Не за КПД гонимся.
А создавать эдс что будет? ритэг это не только твэл, но и термопара ещё
Термопары нет, поставьте двигатель Стирлинга. Тугоплавкий металл + асбестовые уплотнители. Для пар трения пару тугоплавких сплавов тоже подобрать можно. Смазка графитовая не помню с чем там держит 700. Доработать напильником и до 1000 дотянуть можно. И подключите его к генератору из того-же самого из чего двигатель сделали.
И КПД и масса у всего этого вероятно ужасные выйдут. Но это даже близко не нерешаемая проблема.
Механика это вообще не проблема.
Этот Стирлинг не переживет любой песчаной бури. Кто будет его чистить? У него рабочее тело - окружающая атмосфера. Нее, только старая добрая классика.
Двигатель Стирлинга работает на разнице температур. Если у вас снаружи 500 градусов, а внутри РИТЭГа 1000, то холодильник Стирлинга должен рассеивать тепло в среду, которая сама нагрета до 500 градусов. Радиатор нужен будет размером с автобус
А вам не надо много тепла рассеивать. В том то и хитрость.
Привод на колеса от двигателя, без конвертации в электричество. Электричество нужно только для связи и научных приборов. Ватт 100 электричества хватит наверно. Рассеять надо сотни ватт тепла. Вполне разумное количество.
Учитывая, что внешняя среда у нас атмосфера, да ещё и с высокой плотностью, рассеять тепло гораздо проще, чем в вакууме. При конвективной теплоотдаче тепловой поток пропорционален разности температур. То есть, охлаждение тела, нагретого до 1000 °С в среде с температурой 500 °С эквивалентно охлаждению тела, нагретого до 500 °С в среде с температурой 0 °С.
С учётом плотности венерианской атмосферы, думаю, можно принять удельный тепловой поток радиатора минимум за 30 Вт/м²К, что при дельте в 500 °С даст 15 кВт/м².
Просто у урана единственный подходящий по периоду полураспада изотоп (U232) в цепочке распадов даёт много гамма-квантов. Поэтому его и не используют, берут то, что выдаёт только альфу и бету.
А требуемый КПД от зонда будет зависеть. Для неподвижной станции можно и малыми мощностями и большими размерами обойтись, а для ровера уже мощность нужна побольше, а размеры поменьше.
Хотя, для движения ровера можно и привод от стирлинга через редуктор сделать, без перевода в электричество.
Ритэг работает за счёт разницы температуры, с помощью элементов пельтье
Натрий-серные +300 +350. На Земле их специально греть надо до такой высокой рабочей, а там уже пекло. Даже чересчур. Но может можно доработать до более высокой температуры. Полупроводники такие тоже есть. Оксид циркония кажется и еще некоторые оксиды. При комнатной температуре они диэлектрики, но при 400 уже рабочий режим. Просто у нас опыта работы с ними нет вообще так как и надобности не было. То есть можно попробовать сделать высокотемпературную электронику без маловозможного и малореалистичного условия "чтобы она при комнатной температуре работала". Пусть будет у нас на столе куском диэлектрика, а аккумулятор застывшей массой твердого электролита. На Венере расплавится, прогреется, где надо разжижится, где надо ток начнет проводить - тепло там бесплатное. Оттает и включится. Конечно от многих привычных материалов отказаться придется - пластик сразу нет, алюминий, магний тоже скорее всего будут на пределе, про припои из свинца и олова тем более забыть придется. Но много чего до 500 градусов держится. Вдруг так можно
На Венере всё должно быть очень хорошо с ветрогенерацией. И ветер есть и плотность 100 атмосфер.
У поверхности Венеры скорость ветра, по современным представлениям, 1-2 м/с.
Вот что мне написала Алиса:
P = (η · КИЭВ · ρ · V^3 · π · D^2)/8,
где:
P — мощность ветрогенератора (Вт);
η — КПД генератора и системы передач;
КИЭВ — коэффициент использования энергии ветра;
ρ — плотность воздуха (кг/м³);
V — скорость ветра (м/с);
D — диаметр ротора (м)
Т.е. мощность, которую можно снять с ветрогенератора на Венере в 100 раз больше, чем при том же 1м/с на Земле и соответствует земным 5-40 м/с. Минимума хватает на генерацию, максимума с избытком. Но да, аккумулятор не помешает.
100 атмосфер - это не плотность, а давление. Плотность 67 кг/м³, что в 55 раз больше, чем на Земле. Так что, ветер 1 м/с на Венере, с точки зрения генерации энергии, будет соответствовать ~3.8 м/с на Земле.
Ну и при венерианских условиях основная часть атмосферы - углекислый газ - у поверхености уже не совсем газ, а сверхкритический флюид, квазижидкость. Так что и формула может оказаться другой.
Лампы вероятно работать могут при высоких температурах, но вот трансформаторы которые их питают придется изобрести заново
А в чем проблема высокотемпературного трансформатора? Мне на ум приходит изоляция витков, но думаю ее можно сделать из тонкой асбестовой ткани или чего-то подобного.
Обычная асбестовая изоляция. Массово используется в агрессивных условиях.
А причем тут изоляция? Магнитопровод от температуры превращается в тыкву
железо вроде 700+ легко
на крайняк есть кобальт и алнико. ферриты до 700 думаю тоже можно дотянуть.
700 это совсем тыква, с учетом саморазогрева от падения КПД 150-200 бы набралось, уже хорошо.
саморазогрев это вопрос удельных характеристик.
железо нужно для низких частот, а низкочастотные трансформаторы уже в прошлом.
тут проблема скорее будет с исполнительными устройствами. но алнико даёт приемлемые характеристики.
вообще я бы больше переживал по поводу серной кислоты при 500 градусах и давлении под 100 атмосфер. многие химические производства позавидуют.
Фигня, вот бы осилили создать чип, выдерживающий условия на территории рф
Интересно как они собираются делать подложку и разводку для таких чипов
Золото и медь диффундируют при таких температурах, а делать дорожки из чистого вольфрама то еще удовольствие для литографии
Ура! Теперь можно фантазировать наконец-то. Это можно смело назвать недостающим звеном. Чип, который живёт при семистах градусах и спокойно считает в условиях лавы, это прорыв сам по себе. Но для нас тут важнее другое. Это показывает, что подземный сценарий происхождения жизни перестаёт быть просто фантазией. Если в недрах миллиарды лет работали естественные геобатареи, кварц генерил электричество от сжатия, магнитное поле есть, а температура и давление были как в этой статье, то эволюция информационных структур могла идти своим ходом задолго до появления органики. Сначала простые контуры, потом сложные, то что калькулятор эволюционировал в датацентр мы уже видели, а синтез нужных молекул с контролем хиральности становится уже задачей технической, а не чудесной. Это конечно не разум в нашем привычном смысле но возможно проторазум, стремящейся к своему усложнению, развившийся по законам своей информационной эволюции в нечто, что создало органическую жизнь. Сравните с недавней QT45, которая требует стерильности, минус семи и отобранных изомеров, чтобы просто не умереть за месяц. Баланс вероятностей явно не в пользу лужи на поверхности. Время и электричество в недрах были куда более надёжными союзниками, стабильные условия и миллиарды лет.
Как мы знаем что температура кипения воды отличается в зависимости от давления, следуя такой же логике возникает вопрос, а каков аналог температуры и давление на Венере для Земных условий, что бы сравнить температуры, кроме как абстрактные 700 градусов Цельсия?
следуя такой же логике
Какой логике?
каков аналог температуры и давление на Венере для Земных условий
А зачем температуре и давлению какие-то аналоги? Что на Венере, что на Земле они остаются температурой и давлением.
кроме как абстрактные 700 градусов Цельсия
Это не абстрактные, а вполне реальные 700 °С.
Похоже, вам не хватает базовых знаний, чтобы правильно задать вопрос.
На Венере 93-95 атмосферы. Вода при 100 атмосферах будет кипеть при 309,53 градусов Цельсия. Теперь сравни температуру плавления металлов при таком же давлении и ты поймёшь об абстрактной температуре немного больше ;)
поймёшь об абстрактной температуре немного больше
Для начала - что такое “абстрактная температура” и чем она отличается от реальной?
сравни температуру плавления металлов при таком же давлении
Для подавляющего большинства металлов точка плавления практически не зависит от давления. Есть некоторые, у которых такая зависимость заметна, например ртуть или висмут. Но и на их фазовых диаграммах шкала в гигапаскалях. Разница между земными 100 кПа и венерианскими 10 мПа даже у таких металлов будет крайне незначительной.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Инженеры создали чип, способный выдержать условия на Венере