Warum wurden frühe Satelliten mit polierten „spiegelähnlichen“ Oberflächen hergestellt?

Viele/die meisten frühen künstlichen Satelliten waren Kugeln mit spiegelartig polierten Außenflächen.

Ich vermute, dass die Kugelform für niedrigere Umlaufbahnen den Luftwiderstand minimiert und die Analyse und Interpretation der Zerfallsrate vereinfacht, da dies in den frühen Tagen entscheidend zu verstehen war.

Aber das Metall hätte auch aufgeraut, eloxiert oder sogar lackiert werden können, anstatt eine spiegelähnliche Oberfläche zu haben. Wurde dies aus Gründen der Sichtbarkeit und der optischen Verfolgung getan? Oder wurde es aus Gründen des Wärmemanagements gemacht, wo der Emissionsgrad im Sichtbaren die Wärmeaufnahme und im IR die Strahlung bestimmt? Oder aus einem anderen Grund oder aus keinem besonderen Grund, abgesehen von der Ästhetik?

Ich suche nach einer Antwort, die mit einer Quelle unterstützt wird, die sich mit der damaligen Designabsicht befasst .

Unten Sputnik-1 , Luna-1 und Vanguard-1 .

Sputnik-1 Luna-1 Avantgarde-1


Untersuchen des "Ästhetik"-Winkels, Darstellung von Vanguard-1 versus Disco-Spiegelkugel :

Wiedergabe von Vanguard-1 Disco-Spiegelkugel

Antworten (1)

Laut der offiziellen NASA-Geschichte von Vanguard diente es der Sichtbarkeit und thermischen Kontrolle.

(Fettdruck von mir)

Tousey hatte einige der ersten Berechnungen im Herbst 1955 durchgeführt und sein Wissen über Optik eingebracht , um sicherzustellen, dass Schutzbeschichtungen auf der Außenseite des Boosters und auf der Satellitenhülle ein ausreichendes Reflexionsvermögen aufweisen würden, um eine teleskopische Beobachtung des Kurses der Rakete zu ermöglichen es stieg und dann optische Erfassung und Verfolgung des Satelliten im Weltraum. Schach übernahm das "thermische Design", d.h. die Berechnungen der zu erwartenden Temperaturen an verschiedenen Punkten der Umlaufbahn des Satelliten, bei Dunkelheit und bei Tageslicht, die Auswahl der optimalen Dicke von Beschichtungsmaterialien zur Betonung ihrer Emissionsfähigkeit gegenüber Sonnenwärmestrahlung,und Methoden, um die Oberfläche des Satelliten frei von kontaminierenden Substanzen wie Ruß zu halten, die letztendlich die Temperatur des Satelliten erhöhen würden. Hass entwickelte die Techniken zum Aufbringen der aufeinanderfolgenden Oberflächenbeschichtungen – die Vergoldung, das zu Dampf verdampfte Chrom, das als Grundierung diente, das Siliziumoxid als Barriere, die dünne Schicht aus aufgedampftem Aluminium, um einen Spiegel zu erzeugen Finish und schließlich ein Film aus Siliziumoxid, um die emittierte Strahlung zu kontrollieren. Drummeter und Schach waren hauptsächlich verantwortlich für die Entwicklung des Sonnenlichtsimulators mit Kohlebögen als Quelle für hochintensives Licht. Durch Fenster in dem großen zylindrischen Vakuumtank, in dem die beschichtete Kugel für zwei oder drei Testtage saß, fiel das simulierte Sonnenlicht auf den Satelliten. s Oberfläche und beheizt indirekt den Innentopf der Instrumente. Messungen der Effekte lieferten Mittel zur Bestimmung des wünschenswertesten Materials und der Dicke der erforderlichen Schichtung. LaGow fungierte bei all diesen Operationen als Berater und Monitor. Jeder Mann, der sich mit der Temperaturkontrolle befasste, arbeitete eng mit jedem zusammen.

Heiliges Müsli! Ich hatte keine Ahnung, dass die Oberflächen so komplex sind; das ist wirklich faszinierendes Zeug! Ich vermute, dass das letzte SiO2 auf dem aufgedampften Aluminium genauso funktioniert wie die rückseitigen aluminisierten Glasspiegel auf modernen Raumfahrzeugheizkörpern, wie in diesem aufschlussreichen Kommentar erwähnt .
Die äußere Siliziumoxidschicht wurde aufgebracht, um die reflektierende Beschichtung zu schützen. Die Beschichtungen wurden tatsächlich von Alan Bradford aufgebracht, der zu dieser Zeit für Dr. Hass arbeitete.
@ Vince49, also glauben Sie der Aussage im Blockzitat "... und schließlich ein Film aus Siliziumoxid, um die emittierte Strahlung zu kontrollieren." ist falsch/falsch? Ist das nur eine Vermutung oder kannst du das nachvollziehen? Ich denke, dass es möglich ist, dass die Technologie von Raumfahrzeugen damals als etwas empfindlich galt und die Details möglicherweise verschleiert wurden. Gleichzeitig kann eine gesputterte Oxidschicht (physikalisch oder optisch) zu dünn sein, um sich (aus emissiver Sicht) genauso zu verhalten wie die dicken Glasschichten, mit denen ich verbunden bin.
Hallo oh. Es ist keine Vermutung. Einige Mitglieder der Gruppe von Dr. Hass arbeiteten später für mich.
Ich konnte den obigen Kommentar aufgrund der 5-Minuten-Bearbeitungsregel nicht vervollständigen. Die Beschichtungen wurden unter der Leitung von Dr. Hass hergestellt, hauptsächlich in Ft. Belvoir, VA, in einem Gebiet, das später zum Night Vision Laboratory wurde. Die zitierte Passage ist im Allgemeinen richtig, aber nicht in einigen Details. Beispielsweise wird die Chromschicht zur Haftung vor dem Gold abgeschieden. Heutzutage wird üblicherweise Titan anstelle von Chrom vor einer Goldschicht abgeschieden, um die Haftung zu verbessern.
@uhoh, ich arbeite daran, Ihnen Informationen über die ursprüngliche Absicht der Beschichtungen zu geben. Einer der ursprünglichen Spieler arbeitet immer noch Teilzeit und ich habe ihm gerade eine E-Mail geschickt. Bitte schauen Sie in ein paar Tagen noch einmal vorbei.
Klingt so, als ob Sie in der Lage sein sollten, eine sehr maßgebliche Antwort zu posten! Sich auf etwas freuen.
@ Vince49 Oh, es ist definitiv üblich, dass Cr oder Ti vor Au als Haftschicht verwendet werden. Obwohl es nicht zuerst erwähnt wird, weist der Absatz darauf hin, dass es als "Grundierung" verwendet wird, was (zumindest für mich) vor dem Gold bedeuten könnte. Obwohl die Formulierung unvollkommen ist, könnte sie meiner Meinung nach immer noch damit übereinstimmen, dass das Cr vor dem Au angewendet wird. Trotzdem danke für den Input! Das muss eine wirklich aufregende Zeit gewesen sein! :-)
Auch ich finde, es war eine spannende Zeit. Nach dem, was sie mir später erzählten, glaube ich, dass die beteiligten Kollegen diese Arbeit als ihr Magnum Opus betrachteten. Und ich würde zustimmen. Vanguard war der zweite gestartete US-Satellit und der erste solarbetriebene Satellit überhaupt!