Braucht die ISS mehr Heizung oder mehr Kühlung?

Beim Lesen der kürzlich gestellten Frage „ Erzeugen Trainingsgeräte auf der ISS elektrische Energie? ', dachte ich, dass alle Trainingsgeräte Wärme ( Wärmeenergie ) erzeugen. Also ja, alle Trainingsgeräte erzeugen Energie für die ISS. Aber ist diese Energie ein positives Attribut oder ein negatives Attribut für die Homöostase?

Wir haben eine außergewöhnliche Antwort auf „ Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit in der ISS “ darüber, wie viele verschiedene Luftsteuerungssysteme es auf der ISS gibt und wie sie alle funktionieren. Es ist sehr komplex, und es scheint, dass sie, da es keine zentrale Steuerung gibt, wahrscheinlich gelegentlich gegeneinander arbeiten ( Heizen vs. Kühlen ). Offensichtlich wird die ISS im Orbit um die Erde abwechselnd der Sonne oder im Schatten der Erde ausgesetzt sein. Ich würde davon ausgehen, dass der Heiz- und Kühlbedarf während der 92-minütigen Umlaufbahn schwankt.

Benötigt die ISS eine Nettowärmezufuhr oder muss sie mehr Wärme abgeben, als sie erzeugt? Wenn es notwendig ist, Wärme ( Kühlung ) abzugeben, gibt es einen Versuch, die wärmeerzeugenden Aktivitäten auf die Zeit zu beschränken, in der sich die ISS im Erdschatten befindet?

Die beiden Antworten sind bisher sehr informativ, aber keine von ihnen scheint die Frage direkt anzusprechen.
@DanHulme Sie können gerne eine bessere Antwort schreiben.
Wenn ich die Antwort wüsste, würde ich! Ich bin hier, weil ich es wissen will :-)
@DanHulme Angesichts der bisherigen Antworten und der damit verbundenen Fragen und Antworten auf der Website bin ich mir nicht sicher, ob wir an dieser Stelle definitiv sagen können. Sowohl Wärme als auch Kühlung sind erforderlich, Kühlung ist komplexer (möglicherweise auch energieaufwändiger), aber ich bin mir nicht sicher, ob Aufzeichnungen über die BTU / Therms nach oben und unten geführt werden.
@DanHulme ISS ist definitiv "wärmepositiv", was bedeutet, dass mehr Aufwand erforderlich ist, um überschüssige Wärme zu entfernen, als sie aufzuheizen. Der schnellste Weg, dies festzustellen, besteht darin, sich einfach die gewählten Farben für die Traversen anzusehen, die meist weiß oder reflektierend sind, um die Wärmeabsorption gering zu halten. Gleiches gilt für EVA-Anzüge. Während also sowohl Heizung als auch Kühlung erforderlich sind, wenn die ISS die Erde umkreist und ungefähr die Hälfte der Zeit der Sonne und die andere Hälfte im Schatten der Erde ausgesetzt ist, ist es von Natur aus schwieriger, Wärme zu verlieren, da die Konvektion in der Nähe des Vakuums dies nicht tut Arbeit und muss allein durch Strahlung erledigt werden.

Antworten (3)

Die ISS verfügt über eine Reihe von Wärmemanagementsystemen. Der sichtbarste Teil sind die Heizkörper, die am Hauptträger befestigt sind (es sind die beiden Sätze von 3 weißen Platten links und rechts von der Mitte, und ja, es gibt einen Riss am Ende des ersten auf der rechten Seite).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Paneele sind Teil des External Thermal Control System (ETCS), wenn ich mich nicht irre, das sich mit Wärmelasten befasst, die von Geräten innerhalb der Station erzeugt werden. Sie sehen auch Heizkörper unter jedem Satz von Sonnenkollektoren. Diese sind Teil des Photo Voltaic Thermal Control System (PVTCS), das ein separates System ist.

Ammoniak fließt durch die Paneele des ETCS, nimmt Wärme von verschiedenen Geräten und Wärmekollektoren auf der Station auf und transportiert die Wärme zu den Paneelen, die dann Wärme durch Strahlung verlieren.

Im Mai 2013 gab es ein ernstes Problem mit einer der Pumpen für dieses System, was dazu führte, dass die Astronauten an Bord einige Systeme herunterfahren mussten, bevor sie schließlich ihre Raumanzüge anzogen und nach draußen gingen, um es zu reparieren. Hier ist ein großartiger Artikel zu diesem Problem und der Reparatur: http://www.nasaspaceflight.com/2013/05/ammonia-leak-iss-contingency-spacewalks/

Im Allgemeinen haben Raumfahrzeuge zwei Probleme mit der Temperatur:

  1. Hitze loswerden
  2. Thermisches Radfahren

Im Weltraum kann dich niemand weinen hören? Sie können dich auch nicht schwitzen sehen. Die Ausrüstung an Bord der Station hat ernsthafte Konstruktionseinschränkungen bei der Kühlung. Wie Sie sich vorstellen können, ist die interne Wärmekontrolle ohne die Schwerkraft, die heißere Luft (die leichter ist) höher schweben lässt und kühlere Luft sich absetzen lässt, schwierig.

Daher arbeiten sie viel mit Lüftern und Kühlkörpersystemen.

Die Wärme abzuführen ist der schwierige Teil, und wie Sie an der Größe der verschiedenen Heizkörpersysteme sehen können, erfordert es viel Arbeit.

Es ist erwähnenswert, dass die Solarpanels auf dem Zarya-Modul (FGB Control Block) auf dem russischen Segment zusammengeklappt werden mussten, um Platz für die ETCS-Radiatoren zu schaffen. Das ist ein ziemlich großer Leistungsverlust für das russische Segment, fast die Hälfte ihrer Stromerzeugung.

Ich habe mich gefragt, ob sie darüber nachgedacht haben, diese Panels zu verschieben, um später das Nauka- oder Rassvet-Modul zu sagen. (Natürlich sind sie dafür vielleicht nicht ausgelegt, wer weiß).

Temperaturwechsel sind ebenfalls ein Problem, da die Temperatur alle 90 Minuten oder so im Orbit stark schwankt. Materialprobleme sind ein Anliegen bei allen Erweiterungen/Kontraktionen. Die Heizkörper helfen dabei nicht viel, da sie sich darauf konzentrieren, Wärme innerhalb der Station aus der Station heraus zu transportieren.

Unsere Entfernung von der Sonne bewirkt, dass alle lokalen Körper eine Temperatur haben, die unter dem Gefrierpunkt liegt. Die Erde wäre gefroren, wenn da nicht der Treibhauseffekt des Wasserdampfes wäre, der die Sonnenstrahlung einfängt. Z.B. Die Durchschnittstemperatur des Mondes an seinem Äquator liegt unter dem Gefrierpunkt, weil kein Treibhausgas vorhanden ist. Die ISS hat das Problem, Wärme aufgrund interner elektrischer Lasten abführen zu müssen, die Wärme in einem gut isolierten und engen Raum erzeugen. Außerdem werden Ventilatoren benötigt, um die Luft zu verteilen, da in der Schwerelosigkeit keine Konvektion möglich ist.

Zusätzlich zur Elektronik produziert jedes Besatzungsmitglied an Bord der ISS etwa 100 Watt Wärme.
@RussellBorogove: wahr, aber vernachlässigbar im Vergleich zu 100 kW elektrischer Leistung von den Sonnenkollektoren und 3 (?) kW/m^2 Sonneneinstrahlung.
Die von einem Crewmitglied erzeugte Wärme beträgt je nach Aktivität 80 bis 100 W im Ruhezustand, beim Training sind jedoch ca. 500 W möglich.