Kérdés:
Hogyan méri a légköri szonda a hőmérsékletet az ereszkedés során?
deostroll
2015-04-24 00:53:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Úgy hallottam, hogy a Galileo űrhajó a Galileo Probe-ot küldte a Jupiterbe, és 153 Celsius fokot elérő hőmérsékletről számolt be.

A kérdés az, hogy mikor küld egy szondát, amely egy atmoszférájú (és gravitáció), nem melegszik fel? Tehát hogyan mérnéd meg a környező légkör hőmérsékletét?

Igen, a hőpajzs hihetetlenül felforrósodott. Feladata azonban a műszerek szigetelése volt ettől a hőmérséklettől, amit meg is tett. Munkája elvégzése után ledobták, így a viszonylag klassz tudományos eszközök az ejtőernyőre ereszkedtek és elvégezték a dolgukat. Ha a hővédő pajzsot bekapcsolva hagyják, akkor a hő valójában visszaszívja magát és megnöveli a műszerek hőmérsékletét, ez az egyik oka annak, hogy ledobták. (Azért is, mert nehéz volt, és növelte volna az ejtőernyő ereszkedését.)
További kérdésként kíváncsi vagyok arra, hogy a hőmérséklet mérhető-e a szondától bizonyos távolságra, nem pedig az érzékelő közvetlen környezetében.
Három válaszokat:
Tom Spilker
2018-03-26 06:42:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Amint azt Al Seiff és T.C.D. részletesen leírta Knight az Űrtudományi Szemle 1992. májusi írásában, 60. évfolyam A Galileo Probe Atmosphere Structure eszköz (amely fizetőfal nélkül olvasható a " cikk nyomtatása" gombra kattintva), a Galileo Probe platina-ellenállás hőmérővel mért légköri hőmérsékleteket a Jupiter troposzférájában (PRD). A hőelemtől eltérően a PRD önmagában nem generál jelentős elektromos potenciált (feszültséget). Ehelyett a műszerelektronika kis feszültséget ad egy nagyon vékony platinahuzalon. A platina huzal ellenállása annak hőmérsékletétől függ. A műszer az alkalmazott feszültség eredményeként méri a vezetéken átáramló áramot. Ez átalakítható a vezeték ellenállására (E = IR-n keresztül), és ettől a hőmérsékletére. Mivel az áramáram felmelegítheti a platina vezetéket, az alkalmazott feszültség nagyon alacsony ahhoz, hogy az áram és így a fűtés is alacsony maradjon. De a vezeték NAGYON vékony, ezért az áramlás által generált hő gyorsan eloszlik az érzékelő körüli (gyorsan) áramló légkörben. A vékony huzal segít abban is, hogy gyorsan egyensúlyba kerüljön a környező atmoszférával, így kevés a „termikus késés”.

A Galileo Probe radiométer jét meg kellett mérni a légkör mélységének függvénye, mennyi sugárzó energia (napfény) terjedt lefelé a Jupiter légkörében, szemben azzal, hogy mennyi sugárzó energia terjedt felfelé (hősugárzás az űrbe). Ez lehetővé tette a légköri tudósok számára, hogy megmérjék, hol található a Jupiter légkörében a napenergia, mennyi energia származik a belső térből, majd a Doppler-szélkísérlet szélsebesség-méréseivel korrelálva megállapíthatják, hogy a Jupiter szeleit nagyrészt a napenergia vagy a belső térből kibontakozó energia.


A cikkből:

Galileo Tprobe Seiff&Knight 1992

Galileo Tprobe Seiff&Knight 1992

Galileo Tprobe Seiff&Knight 1992

user8406
2015-04-24 06:54:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Miután belépett a Jupiter légkörébe 170 700 km / h sebességgel (~ 47 Km / s), ablatív hővédő pajzsát használta a lassításhoz. 2 perc múlva és elérve a 230 g-os lassulási szintet, csak 430 km / h sebességgel haladt. Ezután bevetette ejtőernyőjét, és az elkövetkező 57,6 perc alatt 200 km-t ereszkedett le, átlagosan 208 km / h sebességgel.

A gázáram hőmérsékletének mérésére többféle módszer létezik; Még vizsgálom a hőmérséklet-érzékelő rendszer kialakítását, és frissíteni fogom ezt a szakaszt az eredményekkel. Bár elmondható, hogy amikor a gázáram kis sebességű, életképes módszer a hőelem alkalmazása.

A hőelemek sokféle képességgel rendelkeznek. Természetesen minden hatásos hőmérsékletmérő gyorsan eléri a környezete hőmérsékletét, különben nem lenne túl hasznos.

Mint említettük, frissítéseket kell követni. Utalások is.

A Galileo szonda infravörös radiométert használt, nem hőelemet. A Galileo projekt egyik legdrágább része egy 200 karátos gyémánt volt, amelyet kivágtak, hogy ennek a radiométernek az ablaka legyen. Még nem sikerült kiderítenem, hogyan lehet radiométerrel mérni a légköri hőmérsékleteket.
@Hobbes Köszönjük a frissítést. Még mindig dolgozom rajta ...
Még nem fejeződött be - úgy vélem, hogy a radiometriai technika méri a gáz sebességének véletlenszerű elterjedése által okozott emissziós spektrum terjedését. Még nem erősítették meg.
A hőelemek kis feszültséget generálnak, a feszültség a mérendő hőmérséklet-különbségtől függ. Az áram akkor áramlik, ha az áramkör zárt. Az áram függ a hőelemhez csatlakoztatott hőelem erősítő bemeneti ellenállásától. A különböző típusú hőelemek táblázatai a feszültséget, nem pedig az áramot sorolják fel.
Tom Spilker
2018-03-30 02:42:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A hőmérséklet mérésére a szondától bizonyos távolságra vonatkozó kérdéssel kapcsolatban a válasz minősített igen; lásd lentebb. Azokat a méréseket, amelyeket lényegében érintenek az érdeklődési körrel, például a légköri gázok hőmérsékletének mérését a gázokkal érintkező érzékelővel, "in situ" méréseknek nevezzük. Távolról valamilyen módon végzett méréseket, általában ilyen vagy olyan elektromágneses sugárzást, amely a dolog helyéről az érzékelő helyére terjed, "távérzékelési" mérésnek nevezzük. Azt kérdezi, hogy vannak-e olyan távérzékelési technikák, amelyek alkalmazhatók a légköri belépő szondára, igaz? kiosztás. A hőmérséklet távmérésénél leggyakrabban az infravörös radiometriát alkalmazzák. Vagy használhatja a mikrohullámú radiometriát, ha valóban alacsony hőmérsékletet mér. De ez a technika a leghasznosabb a szilárd anyagok hőmérsékletének mérésére. Infravörös hullámhosszon a legtöbb szilárd anyag emissziói nagyon közel vannak az egységhez, ezért nagyjából fekete testű radiátorokként viselkednek. Ha megméri a fekete test sugárzás intenzitását, amelyet egy objektum ad ki több hullámhosszon (legalább kettő, lehetőleg több), akkor a fekete test spektrumának alakja megmondja, hogy milyen legyen az objektum hőmérséklete, hogy megfeleljen a mérések mintázatának .

A szilárd anyagok hőmérsékletének mérésére szolgáló példaalkalmazásként a hardverboltokban általában olcsó, ezt a technikát alkalmazó kézi radiométerek állnak rendelkezésre. Van otthon egy. Határozottan hűvösek, mindenképpen hasznosak, ha az otthoni légkondicionáló valami furcsa dolgot végez, és közepesen pontosak. Megjegyzés: nem nagyon pontosak! Különböző anyagok esetében az infravörös sugárzások kissé eltérnek az IR sávon, és ez befolyásolja az ideális feketetestes radiátor feltételezését. Tehát ezen eszközök egyikével általában 1 vagy 2 C-os, de 0,1 C-ig nem megfelelő hőmérsékletet érhet el.

A gázok hőmérsékletének távmérése teljesen más viaszgömb. A gázok emissziós spektruma vadul nem fekete test, és nagyon különböző a különböző gázok esetében, ezért a fekete test spektrum feltételezése érvénytelen. Lehetőség van radiométeres infravörös intenzitás mérésre, és következtetni lehet egy gázkeverék hőmérsékletére, ha pontosan tudja az adott gázkeverék összetételét. Ha ismeri ezt az összetételt, elvégezheti a radiométer mérését gondosan megválasztott hullámhosszakon, és visszaállíthatja a hőmérsékletet. De a gázok sugárzási viselkedése némileg hasonlít a félvezetők vezetőképességi viselkedéséhez: csak apró mennyiségre van szükség ahhoz, hogy viselkedésüket rendkívül megváltoztassák, különösen egyetlen hullámhosszon. Tehát, ha egy óriási bolygó atmoszféra hőmérsékletének radiometriai mérését próbálja elvégezni, és feltételezi az atmoszféra összes szokásos alkotóelemét (hidrogén, hélium, metán, víz, ammónia, hidrogén-szulfid), de ha kiderül, van egy kis foszfin vagy szén-monoxid, vagy hidrogén-klorid, vagy valamilyen más, akkor a radiométer kalibrálása már nem érvényes, és nem lehet megbízni a következtetett hőmérsékletekben. Ehhez csak egy váratlan alkotóelemre van szükség a légkörben, egy infravörös sugárzási vonallal a radiométer által használt egyik tetején vagy közelében, hogy a visszanyert hőmérséklet bizonytalanságait a tetőn keresztül lehessen vezetni, és használhatatlanná tegye őket.

A helyszíni mérések belépőszondán történő alkalmazásának másik oka, hogy nagyon alacsony a tömeg- és energiafelhasználásuk. A radiométerek nagyobb tömegűek és több energiát használnak fel, és ezek értékes árucikkek a belépő szonda küldetésénél.

Ha a bolygón elérni kívánt tudományos célok némelyike ​​olyan kiemelt fontosságú, és olyan nehéz távolról megtenni, hogy belépő szondát küld a szükséges mérések elvégzéséhez, akkor a hőmérséklet in situ mérése a kézügyes győztes ebben a szakmában.

A NASA Mélyűrhálózata nagy földi állomásain mikrohullámú radiométerrel nem a helyi levegő hőmérsékletét, hanem a helyi levegőben lévő vízgőz mennyiségét méri. A levegőben lévő vízgőz mennyisége befolyásolja a törésmutatóját, és ez különbséget tesz az általuk követett űrhajók távolságának mérésében, különösen akkor, amikor megpróbálják megmérni a bolygó gravitációs mezőjét, ahol az űrhajó található. Ez a fajta vízgőz-mérés azért lehetséges, mert a gödör szempillájáig ismerjük a Föld légkörének összetételét, az elsődleges változó mennyiség a vízgőz.



Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...