Eigentlich hast du genau das gegenteilige Problem.

Computer in einem Druckbehälter können Wärme durch Konvektion an die Atmosphäre abgeben (der Grund, warum die Kühlkörper auf der CPU in Ihrem Computer Lamellen haben und warum sich in Ihrem Tower oder Laptop ein Lüfter befindet).

Aktuelle CPU mit Kühlkörper und Lüfter

Sobald die Atmosphäre entleert ist, sind die Computer jetzt in einem Vakuum eingeschlossen, das ein sehr effizienter Isolator ist. Die Lüfter sind nutzlos, und die von den CPUs und anderen Computerkomponenten freigesetzte Wärmeenergie muss in das Vakuum abgestrahlt werden, ein weit weniger effizienter Prozess. Dies ist schwieriger, da die Kühlrippen auf den CPU-Kühlkörpern so bemessen sind, dass sie Wärme an die Atmosphäre abgeben. Um im Vakuum effizient zu arbeiten, müssten sie viel größer sein und dürfen nicht in den Server-Racks vergraben werden.

Wenn Ihre Computer flüssigkeitsgekühlt sind und der Kühlkreislauf noch funktioniert, ist das Problem etwas weniger schwerwiegend, da das Kühlmittel vermutlich zu einem externen Kühler zirkuliert, der die Wärme effizienter abführen kann. Wenn der Strahler der Sonne zugewandt ist, erhalten Sie möglicherweise tatsächlich mehr Wärmeenergie, als die Computer produzieren. Wenn das Schiff dagegen rollt, sodass die Strahler von der Sonne abgewandt sind, können die Strahler jetzt Wärme an den 3K-Hintergrund des Universums abgeben . (Das Apollo-Raumschiff machte „Barbecue Rolls“, um sicherzustellen, dass die Oberfläche des Raumschiffs gleichmäßig der Sonne ausgesetzt war, und um Erwärmungs- und Kühlungsprobleme zu vermeiden).

Sobald die Computer dem Vakuum ausgesetzt sind, besteht Ihr eigentliches Problem möglicherweise darin, dass sie überhitzen und herunterfahren.

Kälte wird kein Problem sein. Computer funktionieren gut in der Kälte, solange es keine Kondensation verursacht, die die Schaltkreise kurzschließen könnte. Und wenn keine Atmosphäre vorhanden ist, ist das überhaupt kein Problem!

Wie andere Antworten angegeben haben, ist das eigentliche Problem die Wärmeableitung. Ihr typischer Heimcomputer, mit dem Sie vertraut sind, verwendet Kühlkörper, die Wärme an die Luft abgeben, um alles auf Betriebstemperatur zu halten. Natürlich werden solche Systeme ohne Atmosphäre scheitern. In einem Vakuum gibt es nichts, um die Wärme zu absorbieren, sodass Sie mit den Strahlungsfähigkeiten Ihrer Kühlkörper stecken bleiben, was nicht annähernd so effizient ist.

Hoffentlich haben die Schiffskonstrukteure dies jedoch auf einem Raumschiff, auf dem ein Dekompressionsereignis immer eine Gefahr darstellt, und mit einer Besatzung, die sich auf die Computer verlässt, berücksichtigt und Kühlsysteme entwickelt, die im Vakuum funktionieren können. Das könnte ein Flüssigkeitskühlsystem mit geschlossenem Kreislauf sein (das hoffentlich einen Platz zum Ableiten der Wärme hat; wiederum sogar ein Flüssigkeitskühlsystem auf Ihrem durchschnittlichen Gaming-PC, das die Wärme letztendlich in die Luft um ihn herum abgibt) oder ein Kühlkörper entworfen, um effektiv genug ins Vakuum zu strahlen. Es wäre eine völlige Fahrlässigkeit seitens der Ingenieure, nicht für diese Eventualität zu konstruieren. Es sollte auch beachtet werden, dass die Atmosphäre auf einem Raumschiff ohnehin ein geschlossenes System ist und einen Weg haben müsste, die Hitze loszuwerden, wenn Sie Wärme hineingeben oder schließlich Ihre Crew kochen wollen!

Es kann jedoch sein, dass die Computerkühlsysteme ohne Atmosphäre nicht so effizient wie gewohnt arbeiten. Oder vielleicht hat die Verletzung auch dieses System in irgendeiner Weise beschädigt, sodass es nicht mehr so ​​effektiv ist. Eventuell muss der Rechner auf eine niedrigere Taktrate heruntergebremst werden, um nicht so viel Wärme zu erzeugen. Oder vielleicht muss die Crew unwesentliche Funktionen ausschalten, damit der Computer nicht selbst kocht.

Update: Denken Sie noch ein bisschen darüber nach, wenn die Ingenieure, die den Computer entwickelt haben, ihre Arbeit erledigt haben, sollte der Druckverlust in der Kabine den Schiffscomputer überhaupt nicht beeinträchtigen. Dies wäre eine leicht überlegte Eventualität. Sich bei der Wärmeregulierung des Computers auf das Lebenserhaltungssystem zu verlassen, wäre sowieso eine schlechte Designentscheidung gewesen. Es verstößt gegen den Grundsatz der Trennung von Belangen, dem jeder kompetente Ingenieur gefolgt wäre. Gegenwärtige Raumfahrzeuge verwenden Kühlerrippenum Wärme abzuleiten, und wenn Ihr Computer jetzt zu überhitzen droht, haben Sie wahrscheinlich einige davon durch den Aufprall verloren. Um es am Laufen zu halten, könnten Sie entweder seine Arbeitsbelastung reduzieren, damit es nicht so viel Wärme erzeugt (was eine Option sein kann oder nicht, je nachdem, wie viel Arbeit es tun muss, um Sie aus der Krise herauszuholen), oder vielleicht Stufe a Weltraumspaziergang in den dekomprimierten Raum, um ein neues Wärmeableitungssystem aufzubauen.

Machen Sie kein Problem, wo Sie keins brauchen

Fazit: Das ist kein Problem, denn entweder sollte man es als Autor nicht zu einem in der Geschichte machen, oder es wurde bereits behandelt, weil das Wärmemanagement sowieso ein lebenswichtiges System auf einem Raumschiff ist.

Gehen Sie hier einen Schritt zurück und wenden Sie Chekhov's Gun an : Brauchen Sie dieses Handlungselement tatsächlich für Ihre Geschichte?

Wenn das fragliche Story-Element für die Handlung nicht relevant ist, sollten Sie das Problem ignorieren. Das Hinzufügen eines überflüssigen Story-Elements nur so zum Teufel hilft der Story nie; es ist nur eine Verschwendung von Zeit und Mühe, sowohl für Sie als Autor als auch für den Verbraucher.

Nehmen Sie einfach an, dass die zukünftige Entwicklung von Computern Computer so energieeffizient gemacht hat, dass Sie einfach kein Problem mit der Kühlung haben (Einfrieren – wie andere betont haben – ist kein Problem). Schon heute gibt es Bestrebungen, Computer nicht nur schneller zu machen, sondern auch weniger Energie pro Berechnung zu verbrauchen . Denken Sie darüber nach: Wäre es nicht ziemlich dumm anzunehmen, dass die Menschheit so weit fortgeschritten ist, dass sie von den Sternen hüpfen kann, aber das Problem nicht gelöst hat, dass unsere Computer dummerweise große Mengen an Energie schlürfen?

Wenn Sie sich dagegen aus welchen Gründen auch immer in Ihrer Geschichte damit befassen müssen, dann ist die Lösung für Sie, dass dies von vornherein nie ein Problem war, weil die Designer des Raumschiffs bereits darüber nachgedacht haben .

Das Wärme- und Energiemanagement an Bord eines Raumfahrzeugs ist eine sehr ernste Sache. Wir Schlammstampfer (Menschen, die auf der Planetenseite leben) – die mit einem nahezu unendlich leistungsfähigen Kühlkörper verwöhnt sind: der Atmosphäre – denken niemals über diese Dinge nach. Aber im Weltraum ist das eine ganz andere Sache. Bereits heute ist das Wärmemanagement ein sehr großes Thema bei der Konstruktion von Raumfahrzeugen, Raumstationen und sogar Raumanzügen.

Wenn Sie sagen wollen, dass die Bordcomputer in Ihrer Geschichte Wärmequellen sind, dann wird die Kühlung dieser natürlich nicht einfach so erledigt, wenn Sie die Abwärme sorglos in die innere Atmosphäre des Schiffes ablassen.

Die Computer werden an das schiffsinterne Wärmemanagementsystem angeschlossen

So wie diese Computer an das Netzwerk und die Stromversorgung angeschlossen sind, werden sie auch an Wärmeübertrager angeschlossen , die die überschüssige Wärme entweder konduktiv mit Heatpipes oder mit Flüssigkeiten als Wärmeträgermedium abtransportieren . Die Abwärme wird dann zentral vom Schiff behandelt und am Ende höchstwahrscheinlich an externe Wärmestrahler geleitet.

Ein sekundäres Problem bei der Verwendung von Verbraucherkühlung mit Kühlkörpern und Lüftern ist das Risiko von Fouling. In Ihrem eigenen Zuhause ist dies kein großes Problem. Sie säubern es einfach, oder der Computer geht kaputt und Sie bekommen einen neuen. In einem Raumschiff braucht man sich darüber keine Gedanken zu machen, denn viele Lichtjahre lang gibt es keinen praktischen kleinen Computerladen mehr.

Wenn Sie also auf Realismus setzen, sollten Sie davon ausgehen, dass das Wärmemanagement, einschließlich Computer, bereits behandelt wird. Denn bereits heute ist das Wärmemanagement ein sehr kritischer Punkt bei der Konstruktion von Raumschiffen.

Es würde mich sehr überraschen , wenn die Computer eines Raumschiffs Probleme haben würden, unter Vakuumbedingungen zu arbeiten.

Unsere aktuellen Desktops und Server sind für den Einsatz in einer Atmosphäre konzipiert, vor allem, weil dies die billigste Art ist, sie herzustellen, und die einzige Umgebung, in der sie betrieben werden müssen. Allerdings können Computer problemlos so hergestellt werden, dass sie rauen Umgebungen standhalten - denken Sie an Avioniksysteme in Flugzeuge (insbesondere Militär), Raumsonden, Kommunikationssatelliten.

Wärmemanagement durch Luftstrom ist nur der billigste Weg, Heatpipes und Radiatoren funktionieren genauso gut - aber sie kosten mehr, sodass diese nur dort eingesetzt werden, wo sie benötigt werden.

Auch wenn man bedenkt, wie viel Rechenleistung wir bereits in ein Smartphone packen können, bezweifle ich, dass ein Raumschiff noch einen „Serverraum“ haben würde. Es scheint viel wahrscheinlicher, dass mehrere redundante Racks über das Schiff verteilt sind (siehe auch hier Militärflugzeuge). Ein Standard-PC-Mainboard ist ohnehin so gut wie nicht reparierbar (kostet mehr als das Ersetzen), also könnten sie bei Bedarf mit Epoxidharz ummantelt werden (natürlich muss das Wärmemanagement eingearbeitet werden), wodurch sie ziemlich tolerant gegenüber Umgebungsbedingungen sind ( Mainboards für Südostasien sind beispielsweise mit einer zusätzlichen Feuchtigkeitsschutzschicht ausgestattet).

Ein Raumschiff, in dem die Computer kein Vakuum vertragen und die gesamte Computerleistung in einem einzigen Fehlerpunkt konzentriert ist, erscheint unrealistisch. Auch kleine Business-Serverlösungen können heute verteilt und redundant aufgebaut werden (und ab einer gewissen Unternehmensgröße praktisch Standard). Redundanz ist Standard und für (zivile) Flugzeuge vorgeschrieben .

Es wurde argumentiert, dass Festplatten atmosphärischen Druck benötigen, um richtig zu funktionieren. Auch dies ist der billigste Weg, sie herzustellen, nicht eine absolute Notwendigkeit. Die einzigen mir bekannten Festplatten, die im Weltraum waren, waren in Laptops auf der ISS. Überall sonst wurden entweder Solid-State-Speicher oder gute alte Bandlaufwerke (inzwischen aus der Mode gekommen) verwendet.

Außerdem braucht man nicht für alles sehr viel Rechenleistung, auch wenn an Bord des Schiffes ein Supercomputer benötigt wird, die meisten Grundfunktionen (wie Umgebungskontrolle, Türen, Positionshaltung, Lagekontrolle usw.) können problemlos von Small Embedded verwaltet werden Systeme mit Leistungsaufnahme in einzelnen Watt (Spitzen). Schauen Sie sich noch einmal die Smartphones von heute an – sie liefern bereits tausendfach die benötigte Rechenleistung. Wir sind mit einem winzigen Bruchteil dieser Rechenleistung auf dem Mond gelandet, sind zum Jupiter geflogen, auf dem Mars gelandet, alles mit der Rechenleistung eines billigen 5-Dollar-Tastatur-Mikrocontrollers und so weiter.

Ein Raumschiff mit einem Computer, der im All nicht funktioniert , bricht für mich persönlich jeden Zweifel. Sogar Studenten können heutzutage CubeSats als Universitätsprojekte bauen.

Sie beschreiben ein Szenario, in dem es unmöglich ist, in den Raum zu gelangen. Mir fällt nur eine Lösung ein:

Lass sie einfrieren.

Wenn Sie Wasser (das aufgrund der Dekompression gefriert) auf Ihre Computer sprühen (die hoffentlich elektrisch isoliert sind), wirkt der resultierende Schnee als Verdunstungskühlung. Wenn Sie Wasser in ein Vakuum geben, fliegen im Grunde alle Moleküle mit der höchsten Energie weg und was übrig bleibt, ist so kalt, dass es fest gefriert. Dies absorbiert Wärme von der Elektronik und kühlt sie auf Kosten der Sublimation des Eises, bis es weg ist. Raumanzüge werden in der Realität durch diesen Effekt gekühlt.

Natürlich würden alle Wasserleitungen, die Sie wie durch ein Wunder im Computerraum hatten, aus dem gleichen Grund zufrieren und Sie daran hindern, eine nennenswerte Kühlung zu erhalten. Aber denken Sie nur einen Moment nach, welches ähnliche System gibt es in einem Computerraum? Ihr Raumfahrzeug verfügt möglicherweise über ein CO2-basiertes Feuerlöschsystem. Öffnen Sie es vollständig und lassen Sie das Trockeneis auf die Computer sprühen und es sollte sie für eine Weile kühlen. Sie sind bereits darauf ausgelegt, dass das CO2 durch Dekompression gefriert, also sollte es funktionieren, wenn auch nicht lange.

Sie können auch Stickstoff aus den Lebenserhaltungssystemen auf die Computer ablassen. Fester Sauerstoff führt zu schlechten Dingen und sollte den Abenteuerlustigen überlassen werden.

Der Weltraum ist eine ziemlich fremde Umgebung. Die Nähe zu einem perfekten Vakuum macht die Leitung fast nicht vorhanden. Zero-G löscht die Konvektion sogar innerhalb der Atmosphäre des Raumfahrzeugs. Strahlung ist die schwächste der Wärmeübertragungsmethoden, aber es ist die einzige verbleibende Methode.

Andere haben bereits darauf hingewiesen, dass man sich überhaupt nicht auf Luftkühlung verlassen kann, und die schwarzen Strahler erwähnt, die an der Außenseite des Raumfahrzeugs angebracht sind. Dazu werde ich einfach einen Link setzen: https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast21mar_1

Siliziumhalbleiter haben sehr nützliche Eigenschaften, aber sie brauchen nicht viel Hitze, um sie zu verlieren. Das ist schlecht.
Aber wenn Ihre Geschichte einige Jahrzehnte in der Zukunft spielt, sind die Hindernisse auf dem Weg zu Kohlenstoffhalbleitern (Diamant, Graphen usw.) vielleicht aus dem Weg geräumt.
Kohlenstoffhalbleiter kühlen schneller ab und halten höheren Temperaturen stand als Siliziumhalbleiter. Sehr praktisch in unserer misslichen Lage.

Wenn Sie können, rollen Sie das Raumschiff auch so, dass der durchbrochene Bereich nicht dem lokalen Stern zugewandt ist .
Sterne strahlen eine riesige Menge an Wärme ab. Sie werden alles ungeschirmte kochen, wenn es sich in ihrer Nähe befindet, und Sie haben gerade Ihre Abschirmung verloren. Oh, sie spucken auch eine Menge Zeug aus, das ungeschirmte Elektronik schneller zerstört als Hitze.
Also, ja, dreh die Bresche weg, auch wenn es seit Jahrzehnten spezielle geschirmte Transistoren gibt.

Sie können feststellen, dass die Computer aufgrund fehlender Lüfter und atmosphärischer Kühlung überhitzen.

Moderne Computer können die Aktivität drosseln, wenn sie heiß sind, also nehmen wir an, dass Ihre das Gleiche tun.

Wahrscheinlich laufen sie weiter, aber nur mit einigen 100 Hz und nicht mit den wenigen GHz, an die Sie gewöhnt sind.

Ihre glücklosen Astronauten werden also bei allem, was sie vom Computer verlangen, eine ernsthafte Verzögerung erfahren.

Der Computer wird keine spontanen Berechnungen mehr durchführen - im Moment ist keine Routenplanung erforderlich, das ist also in Ordnung.

Vielleicht werden die Sprachaktivierung und die holografische Interaktion (falls Ihr Computer solche Dinge getan hat) aufhören, und die einzige Steuerung erfolgt über die Befehlszeile.

Aber da Sie gesagt haben, dass die Leistung unbegrenzt ist - wo entlüftet Ihr Generator seine Wärme? Wenn die Kühlkörper noch funktionieren, können Sie möglicherweise Computer in diesem Teil des Schiffes dazu bringen, die Hauptcomputer zu werden und mit voller Geschwindigkeit zu laufen.

Wenn dieser Raum keine/minimale Feuchtigkeit hätte, würden Ihre Computer wahrscheinlich unabhängig davon laufen, ob Atmosphäre vorhanden ist oder nicht, da "Kälte" einem Computer nicht wirklich schadet (außer wenn Sie sich dem absoluten Wert 0 nähern, wenn die Materie langsamer wird / anhält). Das eigentliche Problem besteht darin, dass bei Feuchtigkeit, wenn der Raum aufgrund des Mangels an Atmosphäre abkühlt, diese auf den Leiterplattenspuren kondensiert und etwas kurzschließt, während dies bei geringer bis keiner Feuchtigkeit nicht der Fall ist und die Computer nur laufen eine Weile gut.

Das eigentliche Problem ist jedoch die Tatsache, dass die Prozessoren, sobald keine Atmosphäre vorhanden ist, überhaupt keine Wärme mehr ableiten können, da es keine Moleküle gibt, die Wärme davon abführen, es sei denn, Ihre Computer sind flüssigkeitsgekühlt, und dann ist dies wahrscheinlich immer noch der Fall gehen schließlich, weil die Motoren des Flüssigkeitskühlsystems nicht in der Lage wären, sich selbst zu kühlen, wenn sie sich nicht in einem anderen Teil des Schiffes befinden, in dem noch Atmosphäre vorhanden ist.

Diese Astrogationscomputer sind Quantencomputer. Sie müssen sowieso auf nahe Null K gekühlt werden. Mit Luft geht das nicht, also macht es keinen Unterschied, ob Luft im Serverraum ist.

Das Einfrieren ist wahrscheinlich nicht so ein Problem, wie Sie vielleicht denken. Wenn genügend Feuchtigkeit in der Luft ist, um Eiskristalle zu bilden, sind Ihre Server sowieso am Arsch. Wenn es nicht so viel Feuchtigkeit gibt, können Sie Alexanders Vorschlag ausprobieren, alles laufen zu lassen, um die Systeme "warm" zu halten.

Wenn Ihr Leck groß genug ist, dass es keine Atmosphäre im Raum gibt, funktionieren herkömmliche Festplatten nicht mehr. Sie verlassen sich normalerweise auf eine Luftschicht, um ihren Kopf in der richtigen Höhe zu stützen (ich bin mir nicht sicher, ob die NASA ein Design hat, das anders funktioniert, aber Solid State Drives haben diesen Fehlerpunkt nicht, sie sind derzeit nur teurer).

Wenn das Loch sehr groß ist, müssen Sie sich möglicherweise mit Strahlung auseinandersetzen, die sich auf Ihre Geräte auswirkt. Dies könnte zu allen möglichen lustigen Fehlern führen (dies setzt voraus, dass Ihre Server nicht mit einer Art Abschirmung gebaut wurden, aber der Raum selbst war es, was mehr Sinn macht, wenn sich jemals Leute in diesem Raum aufhalten sollten).

Wie Sie bereits erwähnt haben, sind Raumschiffe eine besondere Sache. Um Ihre Frage zu beantworten: "Wie kann ich verhindern, dass die Computer auf meinem Raumschiff nach einem Hüllenbruch sterben": Entwerfen Sie es gut, während Sie sich noch am Boden befinden. Die NASA hat dies bereits für ihre Satelliten getan.

Erstens, Temperaturkontrolle.

Ich habe meine Kunden nie gewarnt (ich bin Computertechniker): "Lass den Computer jetzt nicht zu kalt werden." Tatsächlich kann es manchmal nützlich sein, eine ausgefallene Festplatte einzufrieren. Hitze ist jedoch ein Problem. Wie viele erwähnt haben, verwenden allgemeine Computer Luft, um ihre Wärme abzusaugen, ohne Sauerstoff, der nicht funktioniert. Es ist gut, dass die NASA keine allgemeinen Computer verwendet . Raumschiffe verwenden Heizkörper, um Wärme in den Weltraum abzuleiten, diese unterscheiden sich im Design, aber sie alle stoßen Wärme durch Infrarotstrahlung (IR) von ihren Oberflächen ab. https://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_thermal_control#Radiators

Stellen Sie bei der Konstruktion Ihres Raumschiffs sicher, dass die Wärme des Computers über den Kühler abgeführt wird.

Zweites Problem, Lagerung.

Herkömmliche Festplatten benötigen Atmosphäre, um zu funktionieren, daher verwenden sie derzeit Magnetbänder als Backup. SSDs könnten auch eine Lösung sein, sie werden derzeit aus Hitze- und Kostengründen nicht verwendet, aber Ihre Wissenschaftler haben dieses Problem möglicherweise gelöst.

Alternative. Sie scheinen anzudeuten, dass dies irgendwann in der Zukunft sein wird, nachdem die Raumfahrt etwas vorangekommen ist, also sind Computer zu diesem Zeitpunkt vielleicht zu 100% lichtbasiert. Schwerkraft und Hitze sollten wenig bis gar keinen Einfluss haben.

Während viele Antworten zu Recht darauf hinwiesen, dass Computer die Kälte nicht sonderlich stören (obwohl sogar Transistoren bei einigen Grad über dem absoluten Nullpunkt aufhören zu arbeiten - aber das ist kein Problem für alles, was auch nur das geringste bisschen Wärme erzeugt). Das eigentliche Problem wird sein, ob die Computer mit lüftergekühlten Kühlkörpern ausgestattet sind oder nicht.

Sehen Sie, lüftergekühlte Kühlkörper werden im Vakuum ziemlich wertlos, und wenn sich die wichtige Elektronik (mit ziemlicher Sicherheit) in einem Gehäuse befindet, kann Wärme nur durch Strahlungseffekte entweichen, und das ist nicht annähernd so gut und leitfähige oder konvektive Wärmeübertragung (denken Sie darüber, warum Thermosflaschen ihren Inhalt so gut warm halten ... die Wärmemenge, die von glänzendem Metall durch ein Vakuum auf etwas glänzenderes Metall abgestrahlt wird, ist winzig.) Glänzende Objekte strahlen keine Wärme ab (um das zu umgehen, malen Sie alles schwarz , es kann 10-20 Mal besser Wärme abstrahlen als glänzende Metalle) und ein Vakuum ist ein wirklich guter Isolator, sodass Ihr Laptop höchstwahrscheinlich in wenigen Sekunden geröstet ist.

In einem Mainframe-Szenario gibt es jedoch keinen Grund, warum die Serverracks lüftergekühlt werden müssen , die Wärme muss immer noch irgendwo außerhalb des Schiffes auf der Seite abgestrahlt werden, die in den Weltraum zeigt. Warum also nicht die Computer direkt an die externen Heizkörper des Schiffes anschließen? Auf diese Weise sparen Sie sich den Aufwand, Wärme von den Computern in die Luft abzugeben und dann die Luft zu den Wärmetauschern zu bewegen, dann die Wärme aus den Wärmetauschern zu ziehen und dann in den Weltraum abzulassen. Sie überspringen mehrere Stufen (und die ganze Masse und Komplexität, die damit einhergeht), obwohl Ihr Laptop immer noch geröstet ist.

Ergänzende Antwort zu passiv gekühlten Computern in der Atmosphäre. Das Bauen von völlig lautlosen (lüfterlosen) Computern ist seit einigen Jahren ein Hobby von mir. Heutzutage wird es viel einfacher. Vor einigen Jahren brauchte man riesige schwere Gehäuse mit Heatpipe-Baugruppen, die an der CPU befestigt waren, um Wärme an das (riesige, gerippte) Aluminiumgehäuse zu übertragen, von wo sie durch Konvektion an die Atmosphäre abgegeben wurde. Und wenn Sie Ihre Berechnungen falsch gemacht haben, hat die CPU Rauch abgegeben und ist gestorben.

Heute können Sie die Leistung eines bescheidenen Laptop-PCs erreichen, indem Sie nur zehn Watt verbrauchen, und der Bedarf an Konvektionskühlung hat sich auf einen gerippten Kühlkörper von etwa 8 cm³ reduziert. (Das ist mit der barocken Intel-Architektur. Der ARM-Chip in Ihrem Telefon ist noch viel besser und wird immer passiv gekühlt).

Konvektionskühlung beinhaltet ein Hochleistungsgesetz der Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlkörper und der Umgebungsluft. Wenn Sie an passiv gekühlte Systeme gewöhnt sind, werden Sie wissen, dass sie deutlich warm laufen, sich sogar heiß anfühlen. Die CPU ist ziemlich glücklich - kommerzielle sind für bis zu 80 oder 90 ° C ausgelegt, und Mil-Spec liegt wahrscheinlich weit über dem Siedepunkt (mit einer herabgesetzten Taktrate). Auch wenn Sie einen testen, müssen Sie ihn mehrere zehn Minuten lang unter Last laufen lassen und die Temperatur überwachen. So lange dauert es, bis sich die Temperatur bei Wärmezufuhr = Konvektionsabgabe stabilisiert hat. Zu Zeiten von Athlons war es etwas nervenaufreibend, diese CPUs konnten sich selbst zerstören, wenn sie zu heiß wurden. Heutige CPUs drosseln einfach ihre Taktrate, wenn sie zu heiß werden, und sind ziemlich sicher gegen Schäden.

OK, im Vakuum gibt es keine Luft, also wird das System früher oder später überhitzen, es sei denn, es wurde mit einer vakuumfesten Wärmeübertragungsanlage konstruiert, um seine Wärme zu massiven Kühlerlamellen an der Außenseite des Raumfahrzeugs zu transportieren. Aber vielleicht ist die Frage, wie man es "später" statt "früher" macht? Aus meiner Erfahrung ist die Antwort darauf eine gute wärmeleitende Kopplung vom Computer zu massiveren Metallteilen. Es wird nicht überhitzen, bis es alle Metallarbeiten auf eine Temperatur "zu heiß zum Anfassen" (60-70 ° C) erhitzt hat. Das können leicht Stunden sein: lang genug, um die Situation zu retten oder zu erkennen, dass sie nicht überlebensfähig ist.

Eine relativ einfache Möglichkeit, die thermische Trägheit und Kopplung zu erhöhen, besteht darin, den Computer in eine versiegelte Box zu legen, die mit Öl (niedrige Technologie, brennbar, höherer Dampfdruck) oder flüssigem Silikon-„Öl“ (nicht brennbar, sehr niedriger Dampfdruck) gefüllt ist. Sie könnten dies einem Raumfahrzeugsystem antun, aber es gibt einen offensichtlichen Gewichtsnachteil. Beachten Sie, dass dies auch eine Lösung zum Kühlen aller anderen Chips auf der Platine ist, die normalerweise auf Luftkonvektion angewiesen ist. Hier am Boden ist es eine Möglichkeit, einen absolut outdoor- oder sogar unterwasserfesten Computer zu bauen: Das Öl hält Wasser und Wasserdampf ab.

Ich schlage vor, zu recherchieren, was die NASA bereits über den Betrieb von Computern in rauen Umgebungen gelernt hat. Wenn Ihre Geschichte in der Zukunft spielt, werden Ihre Computer höchstwahrscheinlich besser konstruiert sein als das, was die NASA bereits hat. Ein Raumschiff, das entwickelt wurde, als die Raumfahrt eine Norm war, verfügt über Redundanzen, um mit diesen Situationen fertig zu werden, sodass Ihr Serverraum so gebaut wäre, dass er sowohl unter Atmosphäre als auch unter Vakuum betrieben werden kann. Sie sollten Ihr Problem auf einen bestimmten Fehler eingrenzen, z. B. einen Fehler im Kühlsystem Ihres Kommunikationscomputers. Vielleicht eine Art Leck.

Sie könnten dann ein Szenario haben, in dem Ihre Crew einige wichtige Systeme deaktivieren muss, um das Kommunikationssystem am Laufen zu halten. Sie müssen die jetzt leere Kühlmittelleitung durch das Klimatisierungssystem führen, um Luft über das Kommunikationssystem zu pumpen, aber dies führt dazu, dass die Temperatur des Wohnbereichs gefährlich hoch wird.

Wenn Sie sich ein Szenario vorstellen möchten, in dem ein Hüllenbruch eine Gefahr für ein futuristisches Computersystem darstellen würde, würde ich mir die Öltauchkühlung ansehen. Es ist eine Kühlmethode, bei der Luft durch Mineralöl (oder eine andere nichtleitende Flüssigkeit) ersetzt und das warme Öl zu einem Wärmetauscher geleitet wird, um es zu kühlen, bevor es zum Computer zurückkehrt. Der Vorteil der Tauchkühlmethode besteht darin, dass das Gehäuse, das das Öl- und Computersystem enthält, so konstruiert werden kann, dass es nicht nur den Strapazen der Raumfahrt standhält, sondern auch gehärtet genug ist, um schwere Schäden im Computerraum zu überstehen. Sie könnten dann Szenarien konstruieren, in denen der Rumpfschaden eine der Kühlleitungen durchbohrt hat und nur ein Flicken benötigt wird. Die anderen Vorteile, die Sie konstruieren könnten, könnten sein, dass der Kühlmittelfluss für eine bestimmte Zeit gestoppt werden kann (um Reparaturen zu ermöglichen oder zeitkritische Spannungen zu erzeugen), bevor die Computer ausfallen. Ich denke, es gibt Ihnen die Flexibilität und Glaubwürdigkeit, die Sie suchen.

Huston, wenn Sie normale Festplatten verwenden, wird eine Dekomprimierung sie wahrscheinlich beschädigen oder explodieren lassen. Im Hohlraum sind Schmelz- und Verdampfungstemperaturen unterschiedlich, und Sie haben keine Wärmeableitung.

Verhindern Sie im Voraus, dass Computer im Vakuum sterben (bessere Computerarchitektur)

• Kühlen Sie sie mit vielen unabhängigen Kupfer-Dissipatoren auf Flüssigkeitsbasis.
• Lassen Sie einige Fehler zu, vielleicht können einige Computer ausfallen, ohne das Schiff zu beeinträchtigen
• Verwenden Sie keine Festplatten oder zumindest keine mit Luft gefüllten Festplatten
• Halten Sie Computer im Voraus im Vakuum (der Grund dafür ist, dass die Luftdekompression einen sofortigen Temperaturabfall verursacht, der Geräte beschädigen kann, die unter Hitzestress stehen, wie Prozessoren).
• Bewahren Sie nicht alle Computer am selben Ort auf.
• Idealerweise hat jeder Computer seinen eigenen Zweck und ist lose mit anderen Computern verbunden
• Verwenden Sie 16-Bit-Systeme anstelle von 64-Bit-Systemen (viel widerstandsfähiger gegen Weltraumrauschen).

Verhindern Sie, dass Computer nach dem Unfall sterben

• Jemand sollte hinausgehen und das Loch reparieren, bevor etwas den Computerraum betritt
• Verhindern Sie, dass Luft in den Computerraum gelangt (evtl. Staubsaugen in nahegelegenen Sektoren)
• Schalten Sie alle unnötigen Systeme aus, da die Abschirmung des Computerraums beschädigt ist und jede zusätzliche Strahlung oder elektromagnetisches Rauschen zu Fehlfunktionen führen kann
• Bereiten Sie sich darauf vor, einige Computer zu verlieren, verschieben Sie wichtige Programme auf Computer, die nutzlose Funktionen ausführen, um den Schaden im Katastrophenfall zu verringern.
• Vielleicht hat die Explosion einige Kabel getrennt (Sie müssen dorthin gehen und sie wieder anschließen/ersetzen oder das LAN hacken, um Daten auf verschiedenen Pfaden zu leiten, wobei möglicherweise andere Funktionen geopfert werden, weil die Bandbreite begrenzt ist).

Ehi im Grunde müssen Sie nicht mehr und nicht weniger tun, was ein Rechenzentrum bereits tut. Viel Glück!

Ich glaube wirklich, ich sollte auf einige Dinge hinweisen, von denen ich weiß, dass die meisten Leute hier anscheinend nichts wissen. Der Weltraum enthält Strahlung und diese Strahlung kann tatsächlich dazu führen, dass Bits in einem Computer umkippen! Im Wesentlichen besteht Ihre Gefahr nicht nur im Wärmeaustausch. Selbst wenn das Kühlmittel weiterhin einwandfrei funktioniert, ist die Hardware Ihres Computers jetzt nicht mehr abgeschirmt. Erwarten Sie, dass die Daten auf dem Computer schnell beschädigt werden. Die Festplatte könnte sicher sein. Ich bin nicht wirklich sachkundig in diesem Strahlungszeug. Ich habe gerade einen Absatz gelesen, in dem es im Lehrbuch erwähnt wird. Der Speicher des laufenden Programms wird jedoch beschädigt, also erwarten Sie, dass Systeme überall auf dem Schiff ausfallen, während Ihre digitale Bibliothek der Klogang-Sprachen in Ordnung bleibt.

Redundanz .

Sie haben einen zweiten Serverraum in einem anderen Teil des Schiffes, der von dem Problem nicht betroffen ist. Vielleicht sogar ein Drittel.

Das machen wir heutzutage in Fly-by-Wire (dh Fly-by-Computer) Flugzeugen, obwohl man ihre Computer nicht "Serverräume" nennen würde.

Ich habe zunächst einen Teil davon als Kommentar zu Michael Karnerfors' ausgezeichneter Antwort hinzugefügt , aber bei weiterem Nachdenken denke ich, dass es eine eigene Antwort wert ist.

• Der logische Ort für den Computerraum eines Raumschiffs/Raumschiffs ist aufgrund seiner kritischen Natur im Kern des Schiffs.

  • Ein solches Schiff ist so abhängig von seinen Computern, dass ein Problem (ob extern oder eine Fehlfunktion) für das Schiff und seine Besatzung katastrophal sein könnte.

  • Dies bietet maximalen physischen Schutz für den Computer.

  • Je nach Schiffstyp kann die Besatzung den Computer reparieren oder hat sogar Zugriff darauf.

  • Auf den meisten zivilen Schiffen wäre der Computer wahrscheinlich versiegelt und müsste im Hafen von qualifizierten Technikern repariert oder entfernt und ersetzt werden.

  • Auf einem Schiff, das für längere Zeit außerhalb des Hafens ausgelegt ist (z. B. Erkundungs- oder Militärschiff), kann ein betrunkener, aber brillanter Teenager möglicherweise in den Computerkern gehen und den isolinearen Chip ersetzen, während das Schiff unter Beschuss steht von den Romulanern, und retten Sie den Tag ... nun, Sie wissen, was ich meine.

  • Fazit: Es ist unwahrscheinlich, dass dies ein Problem darstellt, denn wenn das Schiff so stark beschädigt ist, ist die Besatzung wahrscheinlich sowieso tot oder stirbt.

• Ein Schiff, das dafür ausgelegt ist, für längere Zeit von seiner Basis entfernt zu sein, verfügt wahrscheinlich über mehrere redundante Computer, die sich in verschiedenen Bereichen des Schiffes befinden, und verwendet auch ein verteiltes Netzwerk.

  • Eine schnelle Google-Suche zeigt, dass viele aktuelle NASA-Missionen doppelt oder dreifach redundante Computersysteme verwenden.

  • Dadurch ist es statistisch unwahrscheinlich, dass ein einzelnes Ereignis oder eine Fehlfunktion alle Computer betrifft.

  • Höchstwahrscheinlich würden sich solche Systeme auch regelmäßig gegenseitig überprüfen, um sicherzustellen, dass keine Fehlfunktionen Probleme verursachen.

  • Im Notfall können Sie die Astrogationssoftware auf den Bordküchencomputer laden und trotzdem den Weg nach Hause finden. Oder machen Sie einen Chicken Pot Pie. Deine Entscheidung.

  • Fazit: Kein Problem, denn die Crew kann immer noch nach Hause oder auf Rettung warten.

• Computer an Bord eines Raumschiffs/Raumschiffs würden wahrscheinlich so konstruiert sein, dass sie vakuumtolerant sind, um die Möglichkeit eines Druckverlusts zu vermeiden.

  • Dies bedeutet, dass sie andere Mittel hätten, um Wärme abzuleiten, wie Michaels Beitrag feststellte.

  • Fazit: Kein Thema.

Abgesehen davon brauchen Sie keine gültige Erklärung dafür, wie Sie dies tun. Wenn dies für Ihre Handlung entscheidend ist, brauchen Sie nur eine logische Erklärung dafür, warum dies ein Problem ist (z. B. organischer oder halborganischer Computerkern in einer geschlossenen Umgebung). Dann machen Sie weiter mit Ihrer Handbewegung und machen Sie es möglich.