Kühlung von elektronischen Bauteilen

Hallo zusammen,

Weiß jemanden wie die „Kühlung“ von Elektronischenbauteile bei Satelliten, Rover, etc. erfolgt?

Per Lüfter geht ja nicht, wegen Vakuum. Wird das alles via Wärmetauscher über ein Kühlmittel gemacht?

Im Vakuum kann man überflüssige Wärme nur durch Abstrahlung los werden. Die Wärme muss also von dort wo sie entsteht zu Abstrahlflächen geleitet werden. Das funktioniert je nach Wärmemenge natürlich unterschiedlich. Auf der ISS gibt es einen Amoniak-Kühlkreislauf mit großen Radiatoren außen, in einem kleinen Cube-Sats nur eine kleine Heatpipe oder Metallverbindung nach außen.
Bei den Rovern hat man eher zu wenig Wärme, da wird man die Wärme nur von heißen Bauteile wegleiten und im Rover verteilen.

Hallo F1

die Infos zum Kühl- und Warmsystem von dem Rover Curiosity.

Um den Rover in Betrieb zu halten, installierten Ingenieure ein Pumpsystem, das dem Heizkörper eines Autos ähnelt. Die Pumpe zirkuliert die Temperatur regulierende Flüssigkeit durch den Körper des Rovers.
Die Temperatur des Mars kann sich von Tag zu Nacht dramatisch verändern. Empfindliche Geräte (wie Computer, Funksender, wissenschaftliche Instrumente und Batterien) können nur bei bestimmten Temperaturen betrieben werden. Die Pumpe arbeitet mit anderen Teilen zusammen, um den Rover zu kühlen, wenn er zu heiß ist, oder um überschüssige Wärme von der Stromquelle zu leiten, wenn es zu kalt ist. Auf dem Mars muss die Pumpe konstant laufen, und wenn es versagt, würde der Rover sterben.

https://www.nasa.gov/mission_pages/mars/images/20081209_msl.html


Beste Grüße Gertrud

Hallo F1,

das Kühlsystem vom Rover Perseverance (Mars 2020).

Der Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG).
Der Strom, der für den Betrieb des Mars 2020 benötigt wird, liefert ein Energiesystem , das als Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) bezeichnet wird. Das MMRTG wird in das hintere Ende des Rovers zwischen den Paneelen eingesetzt, wobei auf der Rückseite ein Goldrohr sichtbar ist, das als Wärmetauscher bezeichnet wird.
Bei dem MMRTG handelt es sich im Wesentlichen um eine nuklearen Batterie, die die Wärme des natürlichen radioaktiven Zerfalls von Plutonium-238 nutzt, um zu Beginn einer Mission etwa 110 Watt Elektrizität zu erzeugen. Das MMRTG erzeugt nicht nur nützliche elektrische Energie, sondern auch Wärme. Ein Teil dieser Wärme kann verwendet werden, um die Systeme des Rovers in der Kälte des Weltraums und auf der Oberfläche des Mars auf den richtigen Betriebstemperaturen zu halten. Ein Teil davon wird über das Wärmeabgabesystem des Rovers in den Weltraum abgegeben.

Die goldfarbenen Rohre an den Wärmetauschern sind Teil der Kühlkreisläufe dieses Systems. Die Rohre enthalten das flüssiges Kühlmittel Trichlorfluormethan (CFC-11), das die Ableitung der überschüssigen Wärme unterstützt. Dieselben Röhren leiten einen Teil der Wärme zurück in den Inneren des Rovers.

https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23305


Beste Grüße Gertrud

Per Lüfter geht ja nicht, wegen Vakuum. Wird das alles via Wärmetauscher über ein Kühlmittel gemacht?

Ich bin Fan vom Energie-Erhaltungs-Gesetz. Das ist zwar eigentlich sehr theoretisch, aber es gilt auch hier.

Wärme ist Energie. Gemäß dem physikalischem Energie-Erhaltungs-Gesetz kann Energie niemals verloren gehen, sondern nur umgewandelt werden. Ein Wärmetauscher oder ein Kühlmittel reicht alleinig somit nicht, da diese die Wärme nur schneller transportieren können.

Wieder das bei Satelliten oder im Rover in der Praxis läuft, haben Trallala und Gertrud bereits gepostet.

Zur ISS kann man noch ergänzen: Mathematisch muss die Energiemenge, welche die Solarzellen an Strom liefern, auch wieder abgegeben werden an (z.B) Wärme.

Dieser Beitrag spiegelt meine persönliche Meinung wieder. Es sind weder Fakten noch Quellenwiedergaben noch absolute Aussagen, noch ist alles perfekt wissenschaftlich korrekt. Es können Fehler vorhanden sein.

Zur ISS kann man noch ergänzen: Mathematisch muss die Energiemenge, welche die Solarzellen an Strom liefern, auch wieder abgegeben werden an (z.B) Wärme.

Außerdem die von der Sonne - und nebenher von der Erde und sogar vom Mond - direkt thermisch aufgenommene Wärme ebenfalls. Das Shuttle hatte auch große Radiatoren auf den Innenseiten der Ladebuchtklappen, obwohl es keine Solarzellen hatte - dafür allerdings Brennstoffzellen.