Warum wurde das Hubble-Weltraumteleskop mit Stickstoffgas gespült?

Wikipedia sagt das

Das Teleskop musste in einem Reinraum aufbewahrt, eingeschaltet und mit Stickstoff gespült werden, bis ein neuer Start geplant werden konnte.

Raumfahrzeuge werden immer in einer Reinraumumgebung gehalten. Meine Frage ist, warum sollte es mit Stickstoff gespült werden?

Wäre es eine gute Idee, es in einer Vakuumkammer statt in einem Reinraum aufzubewahren?

Fürs Protokoll: Raumfahrzeuge werden nicht immer in einer Reinraumumgebung gehalten.

Antworten (1)

Stickstoff ist ein relativ inertes zweiatomiges (N 2 ) Gas, aber auch wichtig, während es andere Gase gibt, die sich noch mehr weigern, mit allem zu reagieren, wie z. B. Helium, ist Stickstoff billig, da er oft ein Nebenprodukt industrieller Prozesse ist. Es ist auch häufig in flüssiger Form in wissenschaftlichen Einrichtungen erhältlich, da es ein äußerst wirksames Kühlmittel ist, das elektronische Geräte nicht beschädigt oder farbige Flecken auf optischen Geräten hinterlässt.

Da es relativ leicht ist (Ordnungszahl 7 im Periodensystem der Elemente), dehnt es sich auch ziemlich gut in alle Richtungen aus und verdrängt alle Verunreinigungen, die noch in der Luft schweben könnten. Es ist auch ungiftig, nicht korrosiv, nicht hygroskopisch, farblos, geruchlos, geschmacklos und wird Sauerstoff (O 2 ) verdrängen und Brandgefahr und Oxidation stark reduzieren.

Das heißt, es ist die Industriestandardtechnik für den Ersatz einer gefährlichen oder unerwünschten Atmosphäre durch eine inerte trockene Atmosphäre durch Verdrängung oder Verdünnung.

Im Falle des Hubble-Teleskops wird der Grund jedoch auch etwas später im selben Wikipedia-Artikel beschrieben:

Eine Hülle aus mehrschichtiger Isolierung hält die Temperatur innerhalb des Teleskops stabil und umgibt eine leichte Aluminiumhülle, in der das Teleskop und die Instrumente sitzen. Innerhalb der Schale hält ein Graphit-Epoxy-Rahmen die Arbeitsteile des Teleskops fest ausgerichtet.

Da Graphitverbundwerkstoffe hygroskopisch sind, bestand die Gefahr, dass Wasserdampf, der im Reinraum von Lockheed vom Fachwerk absorbiert wurde, später im Vakuum des Weltraums ausgedrückt würde. Die Instrumente des Teleskops wären mit Eis bedeckt. Um dieses Risiko zu verringern, wurde vor dem Start des Teleskops ins All eine Stickstoffgasspülung durchgeführt.

Dies sollte auch Ihre letzte Frage bezüglich der Lagerung des Hubble-Weltraumteleskops stattdessen in einer Vakuumkammer beantworten. Während eine Vakuumkammer Verunreinigungen in der Luft verhindern könnte, indem sie einfach die gesamte Atmosphäre aus ihr heraussaugt , würde dieser Prozess sie nicht von möglichen Wassermolekülen reinigen, die sich auf und um ihre hygroskopische mehrschichtige Isolierung ansammeln, wenn sie zu kondensieren beginnen. Es ist auch ziemlich schwierig, eine Vakuumkammer zu finden, die groß genug ist, um das gesamte Teleskop aufzunehmen, und eine Fehlfunktion ihrer Pumpe könnte zu einem plötzlichen Luftschwall führen, der das Teleskop und seine Hülle beschädigt.

Im Gegensatz zu einer Vakuumkammer führt der Einsatz von Stickstoff nur dann zu einem leicht veränderten Atmosphärendruck, wenn die Reinraumumgebung, in der er gelagert wurde, für das daran arbeitende Personal zugänglich wäre. Sie würden auch keine teuren und umständlichen Druckanzüge benötigen, und alle mit Sauerstoff versorgten HEV-Anzüge (Hazardous Environment) würden für solche Aufgaben gut geeignet sein.

Im Vakuum wird der Dampfdruck von Wasser gesenkt. Jegliches verbleibende Wasser würde in gasförmiger Form vorliegen (und schließlich von der Vakuumpumpe angesaugt) und nicht kondensieren.
@Hobbes Nicht unbedingt, es kann auch an Stellen festfrieren, an denen Sie es nicht im Fahrzeug haben möchten, wo es thermisch abgeschirmt ist (Schatten weit genug von der Quelle der Strahlungswärme entfernt) oder durch Sublimationskühlung oder auf kryogekühlten Oberflächen. Der Punkt ist, dass Sie das Wetter nicht mit sich herumtragen wollen (wie es anscheinend Gaia tat). Und die Abschwächung im Orbit kann schwierig sein, nicht jede Oberfläche kann sicher abgebacken werden, insbesondere Teile, die sorgfältig konstruiert wurden, um Temperaturwechsel zu vermeiden, oder die empfindlich auf Wärmeausdehnung und andere mechanische oder sogar elektrische Schäden reagieren. ;)
@Hobbes Entschuldigung, anscheinend hat Gaia keine Streulichtverschlechterung aufgrund von Eis erlitten , aber es wurde später entdeckt, dass abgelöste Fasern von seinem MLI die wahrscheinlichste Ursache sind . Ich gestehe, ich bin dem nicht nachgegangen und bin davon ausgegangen, dass die damalige Arbeitsannahme der wahre Schuldige war. Anscheinend nicht, aber es wurde in Betracht gezogen, daher steht mein Standpunkt darin, dass Wassereis möglicherweise ein Problem darstellen kann und es sinnvoll ist, sicherzustellen, dass es keines gibt.
Wenn Sie etwas Nasses lange genug im Vakuum aufbewahren, wird es schließlich vollständig trocken sein. Hier hätten wir eine Vakuumkammer mit Raumtemperatur, was das Trocknen viel schneller machen würde als im Orbit im Schatten. Der Hauptgrund dafür, keine Vakuumkammer zu verwenden, ist, dass es viel mühsamer ist, als nur etwas auszutrocknen. Trockenes Inertgas kostet um Größenordnungen weniger als Vakuum.
Warum wurde das Hubble-Weltraumteleskop mit Stickstoffgas gespült?
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