Warum müssen die thermischen Rotationsstrahler der ISS geneigt werden?

Diese Antwort zeigt das erste Bild unten einer Vintage-Ansicht der ISS. Nur einer von jedem Triplett von thermischen Strahlern wird von jedem TRRJ ausgefahren.

Die Solarmodule der ISS modulieren den Einfall von Sonnenlicht, um einen maximalen Querschnitt zu bieten, wenn der Strom am meisten benötigt wird, und möglicherweise einen geringeren Querschnitt, wenn die Stromerzeugung nicht benötigt wird und der Strom in Ballastwiderstände geleitet wird, sowie um verringern manchmal den aerodynamischen Widerstand und müssen neu geladen werden, wenn sich die Station in der Sonnenfinsternis befindet.

Aber meine Überlegung ist so

  1. Heizkörper sind so konstruiert, dass sie ziemlich sonnenblind sind, also würde man vermutlich nicht viel gewinnen, wenn man sie von der Sonne wegkippt,
  2. Die Position der Erde (auch eine Quelle der Strahlungsbelastung) ist relativ zur Ausrichtung der ISS immer gleich, oder zumindest besser!
  3. "die Kälte des Weltraums", in die zu strahlen ist, ist immer die obere halbe Hemisphäre (siehe 2.)

Warum müssen die TRRJs der ISS also kippen?

Aus dem externen aktiven thermischen Kontrollsystem von Wikipedia :

Wärmeabfuhr – Ammoniak strömt von der ATA durch einen bidirektionalen Pfad des Flexschlauch-Drehkopplers (FHRC), wo die beim Durchgang durch die Wärmetauscher aufgenommene Wärme geleitet wird, um durch die Radiatoren des Wärmeabfuhrsystems (HRSRs) ausgestoßen zu werden. Die Kühler werden durch das Thermal Rotary Radiator Joint (TRRJ) gedreht, das den Kühlerflügel für eine optimale Kühlung kontinuierlich dreht.

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Vielleicht möchten Sie Annahme Nr. 1 noch einmal überprüfen.
@OrganicMarble genau deshalb habe ich es als Teil der Frage veröffentlicht.
Es ist spät hier, mehr morgen.

Antworten (1)

Der "Neigungswinkel" des Strahls, auf dem die Strahler montiert sind, wird im ISS-Jargon "Gamma" genannt. Das Gerät wird als Thermal Radiator Rotary Joint (TRRJ) bezeichnet, und der Teil des Geräts, der die Flüssigkeitsverbindungen an das bewegliche Teil weiterleitet, wird als Flex Hose Rotary Coupler (FHRC) bezeichnet.

(„Alpha“ ist der Rotationswinkel der äußeren Traversensegmente, auf denen die Solarmodule basieren, und „Beta“ ist der/die Rotationswinkel der Solaranlagen um ihre Längsachsen. Dies sind die drei Hauptgelenkwinkel der ISS.)

Das übergeordnete Ziel für Gamma besteht darin, den Strahler während der Sonnenseite der Umlaufbahn mit der Kante zur Sonne und während der Schattenseite der Umlaufbahn mit der Vorderseite zur Erde gerichtet zu halten. Eine Software, um dies zu erreichen (Radiator Goal Angle Calculation (RGAC) genannt), stellt sicher, dass die Heizkörper kalt genug bleiben, damit die Wärme abgeführt werden kann, aber warm genug, damit das Ammoniak nicht gefriert.

Allerdings gibt es, genau wie bei der Positionierung der Solarmodule (siehe Wie werden die Ausrichtungen der acht unabhängigen Solarfelder der ISS optimiert? ), Komplikationen.

Eine große Komplikation besteht darin, dass sich das FHRC im Gegensatz zu den Gelenken der Solarfelder nicht kontinuierlich drehen kann. Die Solar-Array-Verbindungen verwenden Schleifringe, aber das FHRC verwendet Schläuche, die sich ein- und auswickeln, und sie können dies nicht für immer tun. Irgendwann muss die Software also einen „Heizkörperumschlag“ befehlen, um den FHRC abzuwickeln.

Daher verwendet der RGAC GNC-Eingaben, um das Theoretische Gamma zu berechnen, um das Gesamtziel zu erreichen, plus Komplikationen: Zum Beispiel versucht er zu vermeiden, die Strahler zu früh umzuschalten, bevor er in die Sonnenfinsternis oder in die Nähe des Orbitalmittags eintritt. Es versucht auch, zu schnelle Drehungen zu vermeiden. Nachdem alle Komplikationen berücksichtigt wurden, wird ein befohlener Gammawinkel an die Hardware ausgegeben.

Dieses Bild zeigt die Unterseite des Fachwerks und ein Besatzungsmitglied, das an einem FHRC arbeitet.

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Diese Grafik zeigt die Grenzen der Schlauchumwicklung im FHRC.

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Quelle: dieses Papier Seite 16 und persönliche Notizen.

Oh, was für einen wirren Schlauch wir weben ... Ich bin froh, dass ich diese Software nicht schreiben musste! Ich habe aus Ihrer Quelle bemerkt, dass die Platten mit Z-93 beschichtet sind , was sicher in älteren Beiträgen besprochen wurde. dieses oder ein ähnliches Material (hohes sichtbares Reflexionsvermögen plus hohe thermische Infrarotemission) Siehe auch ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19990021250.pdf
Während dies sehr detailliert darauf eingeht, wie die TRRJs funktionieren sollen, parken sie sie in der Praxis einfach wochen- oder monatelang in bestimmten Winkeln. Ich glaube, sie haben früher Autotracking gemacht, aber jetzt nicht mehr.
@Tristan interessant, ein weiteres Beispiel dafür, wie meine Informationen veraltet sind :) Erwägen Sie, eine Antwort zu den aktuellen Vorgängen zu posten.
@Tristan bitte tun! Behalten Sie "Annahme Nr. 1" in der Frage im Auge ;-) Wenn die Antwort auf "Warum müssen die thermischen Rotationsstrahler der ISS geneigt werden?" endet mit "Es stellt sich heraus, dass sie das nicht müssen." dann ist das die antwort!
Ich weiß ehrlich gesagt nicht viel mehr über das Warum und Wie. Wir verfolgen nur die Winkel im Laufe der Zeit als Eingaben für einige unserer Analysen, und sie halten sich im Allgemeinen selbst in einem von zwei verschiedenen Winkeln geparkt.
Vielleicht ist das Programm wegen Verschleiß besorgt; Ich weiß, dass wir in den letzten Tagen des Shuttles ein paar Ersatz-FHRCs hochgeflogen sind und sie um die externen Lagerbereiche verteilt waren.
Oder vielleicht wird der Kühlbedarf mit nur drei Besatzungsmitgliedern an Bord reduziert, wodurch das Kühlsystem in einer Ausrichtung platziert werden kann, die in Bezug auf die Kühlleistung nicht optimal ist, aber auch den Verschleiß reduziert.
@davidhammen Ich weiß, dass die Kühlkapazität der Kühler ziemlich viel Spielraum hat. Sie wollen auch nicht zu stark kühlen, weil man das Wasser in den Zwischentemperaturschleifen nicht gefrieren lassen möchte
Warum müssen die thermischen Rotationsstrahler der ISS geneigt werden?
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