Erdungssystem im All?

Könnte es eine Situation geben, in der einige Hochleistungsgeräte dieses Design ausbalancieren würden? schließlich hat der Rahmen eine begrenzte Kapazität.

Sie haben normalerweise ziemlich viel Kapazität. Es ist nicht so unähnlich wie bei Autos und Flugzeugen, und diese haben auch keine großen Erdungsbedenken.

Die Verwendung des Rahmens des Raumfahrzeugs als gemeinsame Grundlage ist nicht die einzige verwendete Lösung, siehe Kapitel 4.3 des Handbuchs . Tabelle V erwähnt Viking und Seasat als von der Struktur isoliert.

@J.Doe Die ISS verwendet den Rahmen NICHT als Stromrückweg. Es ist Masse, ja, aber alle elektrischen Lasten haben eine Stromversorgung und ein Stromrückleitungskabel, das für die zugeführte Last richtig dimensioniert ist. Aber nehmen wir an, dass es den Rahmen als Stromrückführung verwendet: Die ISS hat eine maximale Busspannung von 160 V und einen geregelten Bus von 124 V. Die Solarmodule können maximal 120 kW und die Batterien 158 kW erzeugen. Bei 124 V ist das knapp nördlich von 1.250 A. Aluminium kann 700 A pro Quadratzoll Querschnitt tragen. Bei einem Durchmesser von 14 Fuß würden 2 Quadratzoll Aluminiumquerschnitt nur 0,000316 Zoll dickes Aluminium erfordern.

Und das ist nur die eine äußerste Hülle, und das ist weniger als die Hälfte der Dicke selbst dünner Aluminiumfolien (Bereich zwischen 0,0008 Zoll und 0,001 Zoll), was weit weniger ist als das, woraus die Hülle der Raumstation besteht. Es gibt viel mehr Aluminium in viel mehr Schichten und Rahmen, und Aluminium ist ein guter Leiter. Sie verwenden es nicht für die Stromrückführung, aber wenn sie es täten, und selbst wenn sie die volle Kapazität der Batterien über die gesamte Länge der Struktur verteilen würden, wäre jeder Gradient sehr, sehr gering.

@AdamDavis Die Batterien würden sich normalerweise nicht mit voller Neigung entladen, wenn die Panels nahe an ihrer maximalen Leistung wären, oder?

@ Adam Davis: Wie viel Strom ein Aluminiumleiter führen kann, hängt von Querschnitt, Leiterform und Leiterkühlung ab. Ein rechteckiger Stab kann mehr Strom führen als ein zylindrischer Leiter mit demselben Querschnitt. Wenn unter bestimmten Bedingungen 700 A pro Quadratzoll möglich sind, darf ein runder Leiter mit 4 Quadratzoll keine 2800 A tragen. Der Querschnitt ist proportional zum Quadrat des Durchmessers, aber die Oberfläche des Leiters ist proportional zum Durchmesser. Die Wärme wird über die Oberfläche des Leiters transportiert.

@WillCrawford Nein, die Batterien werden bei jedem Durchgang geladen und entladen, wenn die Umlaufbahn die Station ohne Sonnenenergie verlässt. Ich habe Worst-Case-Berechnungen verwendet, aber weder die Solarmodule noch die Batterien werden bei normalem Gebrauch jemals 1.200 A sehen.

@Uwe Richtig, und die Haut der Raumstation ist sicherlich eine Größenordnung dicker als Aluminiumfolie, und ich habe auch nicht den gesamten Rest der Struktur aufgenommen, die aus noch dickerem Aluminium besteht. Ich habe mir nicht die Mühe gemacht, genauer darüber nachzudenken, denn selbst wenn die Station aus Alufolie und sonst nichts wäre, wäre es in Ordnung. Wenn eine detailliertere Analyse erforderlich ist, sollten Sie eine neue Frage einreichen.