Wie haben die Weltraumteleskope ihr Kühlmittel Helium verloren?

Wie hat der Planck-Satellit sein Helium verloren?

Spitzer, Herschel hatte das gleiche Problem.

Wie wurde es konsumiert?

Wie kommt es, dass andere Satelliten wie Hubble dieses Problem nicht haben?

Und die grundlegende Logik besagt, dass sie, wenn sie mit 7-mal mehr Wasserstoff beginnen, 7-mal länger halten, als sie gedauert haben.

Alle diese verwendeten Open-Loop-Kühlung. Eine gute Frage wäre, warum nicht Closed Loop.
Was wiegt der kleinste Heliumkühlschrank mit geschlossenem Kreislauf?
Gute Frage. Ich habe den Eindruck, dass Kryokühler mit satellitentauglichen Gewichten hergestellt werden können.
Sammeln Sie das Helium in einem Behälter. Der Trennbehälter vom Teleskop. Verbinden Sie dann den Kühler mit dem Behälter. Machen Sie flüssiges Helium. Schließen Sie dann den Kühler an das Teleskop an und gießen Sie das flüssige Helium ein. Auf diese Weise kann der Kühler vom Teleskop getrennt bleiben und Vibrationen verhindern.
Das klingt mechanisch kompliziert. Wahrscheinlicher würden sie den Kryokühler einfach auf mechanische Isolatoren stellen
Diese Seite www2.eng.ox.ac.uk/cryogenics/research/… diskutiert einige Optionen. Ich bin mir sicher, dass die Designer alle Optionen in Betracht gezogen und Platz, Masse, Stromverbrauch, Vibration/Abwärme und Zuverlässigkeit gegen die wissenschaftlichen Ziele der Mission abgewogen haben

Antworten (2)

Das zur Kühlung verwendete Helium war flüssiges Helium, es verdampfte langsam, das entstehende Gas muss in den Weltraum abgelassen werden, um einen sehr hohen Druck zu vermeiden und die Kühlung zu optimieren.

Herschel verwendete auch flüssige Heliumkühlung, aber Hubble verwendete kein Helium.

Die Instrumente wurden mit über 2.300 Litern (510 imp gal; 610 US gal) flüssigem Helium gekühlt, das in einem nahezu Vakuum bei einer Temperatur von ungefähr 1,4 K (–272 ° C) verkochte.

Quelle Wikipedia-Artikel über Herschel

Wasserstoff wurde nicht zur Kühlung verwendet, er ist weniger kalt als Helium.

Der Wikipedia-Artikel erklärt die Verwendung von Helium zur Kühlung.

Wie viel Helium hatten sie, als sie anfingen? Kilogramm oder zig Kilogramm?
Weder Kilogramm noch Dutzende Kilogramm, sondern Hunderte von Kilogramm, 2300 Liter sind ungefähr 287,5 kg

Das Helium verdunstete, wie es beabsichtigt war, und half so, die kritischen Teile der Detektoren des Teleskops zu kühlen.

Der Unterschied zwischen diesen Teleskopen und Hubble sind die Frequenzen des "Lichts", die sie erfassen. Hubble arbeitet hauptsächlich mit sichtbarem und ultraviolettem Licht (gelegentlich in der Nähe von IR), während die anderen, die Sie erwähnen, mit tiefem Infrarot oder kurzer Mikrowellenstrahlung arbeiten. Infolgedessen benötigt Hubble keine seiner Komponenten, die auf extrem niedrige Temperaturen gekühlt werden, und benötigt überhaupt kein flüssiges Helium.

Das Starten der anderen mit flüssigerem Helium hätte bedeutet, eine größere (teurere) Rakete zu verwenden und / oder einige der wissenschaftlichen Instrumente wegzulassen.

Warum ersetzen sie das Helium nicht, um die Lebensdauer dieser superteuren Teleskope zu verlängern?
Das Helium war gerade in einer (leicht) geöffneten Thermoskanne und ist einfach weggekocht? Es war kein Kühlschrank mit geschlossenem Kreislauf? Oh, vielleicht gibt es dafür Argumente gegen Komplexität und/oder Vibrationen, aber ich habe nie aufgehört, darüber nachzudenken.
@JoeJobs Keines der drei von Ihnen erwähnten Teleskope befindet sich im Low Earth Orbit (im Gegensatz zu Hubble), Planck und Herschel befanden sich bei L2 eine Million Kilometer oder mehr entfernt und Spitzer umkreist die Sonne. Dies hat wissenschaftliche Gründe – wenn kein warmer Planet den halben Himmel ausfüllt, ist es einfacher, Dinge zu beobachten. Eine bemannte Mission hätte sie also nicht erreichen können. Robotische Nachschub wurde diskutiert, aber es scheint immer zu funktionieren, dass man mehr Wissenschaft pro Dollar bekommt, indem man einfach das nächste Teleskop startet,
Doch der Roboternachschub scheint die Zukunft zu sein. Es wurden schon einige Tests gemacht - aber meiner Meinung nach zu wenige
Wie haben die Weltraumteleskope ihr Kühlmittel Helium verloren?
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