Hallo zusammen, ich bin beim Denken auf ein kurios anmutendes Problem gestoßen. Wie wird denn eigentlich Elektronik im Satellit gekühlt? Sagen wir mal, wir haben so einen TV-Satelliten, meinetwegen Hotbird, Astra oder was da sonst noch rumschwirrt. Ein paar hundert Watt werden die schon haben. Nehmen wir mal 500W an, von denen 50W als Wärme entstehen. Wo kommen die hin? Luftkühlung fällt weg. Wasser gibts auch keins. Bleibt eigentlich nur Abstrahlung. Aber wo Strahlung rausgeht, geht auch Sonnenstrahlung rein, was der Kühlung wohl wenig dienlich sein dürfte. Wo geht die Wärme also hin? LG
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Die sonne kommt nur von einer Seite, außer mittags kann ein großer Teil gegen 3K strahlen. Da ist Kälte eher das Problem.
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Lutz H. schrieb: > Wo Licht ist, ist auch Schatten. Heatpipe? https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmerohr
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E. T. schrieb: > Bleibt eigentlich nur Abstrahlung. Aber wo Strahlung rausgeht, geht auch > Sonnenstrahlung rein, was der Kühlung wohl wenig dienlich sein dürfte. Das Problem hat schon Olbers im Jahre 1823 gelöst. Der Nachhimmel ist bekanntlich dunkel, obwohl überall Sterne stehen. Auch auf der Erde wird es Nachts (i.e. im Erdschatten) kalt. Das mit der Strahlungskühlung klappt also, solange die Sonne nicht senkrecht auf die Radiatoren schein. Guck dir bei der ISS die Orientierung der Solarzellen und der Radiatoren an ...
Es stellt sich ein thermisches Gleichgewicht ein. Leistungsplus: Sonnenstrahltung (im mittel 1.367 W/m²) Albedo der Erde (? W/m²) Elektrische Energie (z.B. 12 kW beim Eurostar E3000) Leistungsminus: Thermische Abstrahlung: Siehe Artikel "Stefan-Boltzmann-Gesetz". Einflussnahme: Oberflächenbeschichtung beeinflusst den Anteil der reflektierten Strahlung. Ausrichtung des Satelliten zur Sonne hin. Bzw. Ausrichtung und Aufbau so, dass viel Anteil des Satelliten im eigenem Schatten liegt. Radiatoren. Die Satelliten sind so aufgebaut, dass sich im Innerem möglichst kein Temperaturgradient entsteht. Man kann auch nach "thermal control system" googlen.
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Beitrag #5104213 wurde von einem Moderator gelöscht.
Bei meiner alten Firma haben wir so eine Strahlungskühlung für die Raumsonde Rosetta gebaut. Die Elektronik befindet sich hinter jalousieähnlichen Aluminiumklappen, die je nach Temperatur über Bimetallfedern auf- oder zumachen und so die Temperatur im Inneren regeln ("Thermal Louvres"). Diese Klappen saßen seitlich an der Sonde und waren dadurch von der Sonne abgewandt, damit die Strahlung schön ins All entweichen konnte. Das Prinzip ist schon sehr lange in Verwendung.
Zusätzlich zu dem was Peter und Wolfgang schon erwähnt haben: Üblicherweise sitzen die Elektronikboxen (Computer etc) auf den Strukturpanels der Satelliten und sind entsprechend thermisch angebunden. Dre Thermalhaushalt eines Satelliten ist - zumindest im Inneren - manchmal erstaunlich ausgeglichen. Wir haben es vor vielen Jahren einmal beim GIOVE-B (der zweite Galileo Testsatellit) für den Bordcomputer durchgespielt. Im Nominalbetrieb schwankt die Temperatur zwischen 20 und 25 °C, also eigentlich recht angenehm :-) Was auf der Außenseite sitzt, ist allerdings eine völlig andere Sache (Solarpanels beim GEO Satellit werden richtig schön kalt und auch >100°C warm). Zoe
E. T. schrieb: > Aber wo Strahlung rausgeht, geht auch Sonnenstrahlung rein, Nicht, wenn es auf der Schattenseite liegt. Und die Hälfte eines Satelliten liegt immer im Schatten. Viel schlimmer ist das Vakuum. Man baut nicht in jeden Satelliten eine Druckkammer. Also sitzt die Elektronik im Vakuum. Und damit entfällt Konvektionskühlung, es bleibt nur Ableitung der Wärme (eher 500W als 50W) über Strahlung (man will aber nicht dass es glüht) oder eben Wärmetransport durch Wärmeleiter, wie Metalle oder ein geschlossenes System gefüllt mit Wärmetransportmittel (z.B. Öl), was aber auch blöd ist wenn dann mal was undicht wird. Heute interessant sind SMD Chips auf Alu-Leiterplatten in einem Alugestell das die Wärme auf die Schattenseite leitet und auf der Sonnenseite z.B. durch die Lamellen abgeschattet ist.
Das Problem der mangelnden Kühlung haben eigentlich nur die Astronauten beim Außeneinsatz, weil ihnen auf der einen Seite die Sonne auf den Pelz brennt und auf der anderen Seite die Temperatur des Raumanzugs zu gering ist, für eine hohe Wärmeabstrahlung. Da geht nur wenig weg. Die Kühler von den Heatpipes und Kompressor-Konvektoren kann man hingegen auf ausreichend hohen Temperaturen betreiben, um genug Strahlung zu haben.
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