А. Панов - Большой космический обман США. Часть 5. Полеты в далекий космос и марсианский обман США

Кратко о воздействии космического вакуума на электронику и материалы сказано в публикациях: Нусинова М. Д. «Влияние космического вакуума на материалы и устройства научной аппаратуры», «Космический вакуум и надежность космической техники». Автор: «Теплофизические и электрофизические явления. Как уже отмечалось, в космическом вакууме передача тепла происходит только путем лучистого теплообмена и практически отсутствует теплообмен за счет конвекции и теплопроводности среды. Передача тепла за счет теплопроводности затруднена даже через соприкасающиеся между собой части космического аппарата, поскольку из-за шероховатости поверхностей на них имеется множество микронеровностей с вакуумными промежутками между ними. На околоземной орбите теплопередача за счет теплопроводности газа все же имеет место не в столь разреженной среде земной атмосферы. Однако на достаточно высоких орбитах, в более разреженных слоях, теплопроводность воздуха сильно уменьшается с понижением атмосферного давления. Например, при давлении порядка 10—2 Па теплопроводность воздуха равна 0,01% теплопроводности воздуха на уровне моря (при так называемом нормальном атмосферном давлении). Вообще говоря, из кинетической теории газов известно, что теплопроводность газа в широком диапазоне не зависит от давления. Но когда средняя длина свободного пробега молекул газа становится больше характерных размеров системы (т. е. космического аппарата), теплопроводность начинает пропорционально уменьшаться с уменьшением давления. Затем наступает молекулярный режим теплопередачи, когда теплопроводность газа является пренебрежимо малой величиной.

Теплообмен между газовой средой и твердой поверхностью характеризуется так называемым коэффициентом аккомодации тепловой энергии, который существенно зависит от состояния поверхности. Этот коэффициент сильно различается при отсутствии и, наоборот, наличии адсорбированных, окисных или других подобных пленок на поверхности космического аппарата; например, для гелия на «чистом» вольфраме коэффициент аккомодации тепловой энергии равен 0,017, а на вольфраме с адсорбированной пленкой – 0,5. Поэтому от того, есть или нет такая пленка на поверхностях, зависит также тепловой режим космического аппарата. Таким образом, массопотери и газовыделение материалов космического аппарата в космическом вакууме существенно изменяют свойства, связанные с теплофизическими характеристиками материалов. Претерпевают изменения и диэлектрические характеристики материалов, в частности электропроводность. На поверхностях диэлектриков в космическом пространстве могут накапливаться значительные электрические заряды, что способствует возникновению разрядов между токонесущими частями. Наиболее опасной зоной давлений для этого является интервал значений 1 – 100 Па. Кроме того, электропроводность поверхностных слоев (в зависимости от их физического состояния) может приводить к поверхностным токам утечки.

Когда процессы ионизации отсутствуют, и каждая молекула газа остается электрически нейтральной, газ в целом является совершенным изолятором, и в этом случае ток в межэлектродных промежутках всегда отсутствует. При приложении высокого напряжения некоторые электроны начинают вырываться из атомов молекул и в какой-то момент существуют самостоятельно в межэлектродном промежутке, пока не попадут на электроды или пока не встретятся с другой молекулой (атомом) и в результате рекомбинируют. Если при этом носители тока (электроны) образуются чаще, чем исчезают (рекомбинируют), то газ в межэлектродном промежутке становится электропроводящим.

Помимо этого при испарении с последующей конденсацией вещества на более охлажденных участках неизолированных электрических цепей в космическом вакууме возникают токи утечки, тем самым нарушая режим работы электронных схем. К числу условий космической среды, способствующих возникновению разрядов и пробоев в бортовых приборах космического аппарата, следует отнести также наличие различных космических излучений (как электромагнитных, так и корпускулярных). Таким образом, при эксплуатации электронного и электротехнического оборудования космических аппаратов в условиях космического вакуума появляются токи утечки, разряды, пробои и другие нежелательные электрофизические явления. Поэтому для нормальной эксплуатации электронные блоки и узлы космического аппарата обычно прикрывают полугерметичным экраном («закрытые» узлы), который, помимо прочего, защищает их и от воздействия космических излучений и обеспечивает лучший тепловой режим. Правда, следует сказать, что при работе аппаратуры в космическом вакууме будет также понижаться и давление в полости под такими экранами, и в некоторый момент оно может достичь уровня 1 – 100 Па, соответствующего минимуму кривой Пашена. Если в этот момент в составе бортовой аппаратуры имеются включенные высоковольтные межэлектродные промежутки, то в них могут возникать пробои и разряды, опасные для работы всей аппаратуры в целом». [9], [10]

Проще говоря, держать электронику открытой и не герметичной в вакууме нельзя. В противном случае, такая аппаратура в аномальных условиях полета в дальнем космосе с предельными отрицательными температурами, обречена. Меры по защите, которые предлагает М. Д. Нусинов, годятся для Космических аппаратов, летающих в пределах 1 а. е. от Солнца. Для космического аппарата в далеком космосе, где нет такого количества тепла и царствуют низкие температуры, требуется система подогрева, система сохранения горючего в жидком состоянии. Без системы подогрева и теплоизоляции, такая конструкция просто «замерзнет», замерзнет горючее, замерзнет окислитель и любая смазка. О воздействии сильного магнитного поля на электронику известно давно, воздействие магнитного поля нежелательно на бытовую аппаратуру: «Сильное магнитное поле может повредить электронное оборудование и магнитные носители информации. Постоянный контакт электроники с магнитным изделием приводит к необратимым поломкам. Не держите магнитные изделия вблизи электронного оборудования, компьютерных дисков, кредитных карт, видеолент, и других магнитных СМИ». [11]

Более мощное магнитное поле, магнитное воздействие на обычную электропроводку приводит совсем к необычным последствиям: «Оказалось, что большой интерес представляет изучение изменения сопротивления различных металлов в сильных магнитных полях; в некоторых случаях возрастание сопротивления составляло от 20 до 30 процентов, в то время как в обычных полях возрастание не превышало долей процента. Более того, мы обнаружили, что в сильных полях наблюдается линейный закон возрастания сопротивления с возрастанием поля, в то время как в обычных полях возрастание сопротивления пропорционально квадрату поля. Мы измерили также магнитную восприимчивость различных металлов в сильных полях. Для этой цели были разработаны и сконструированы специальные весы с собственной частотой около 2000—3000 колебаний в секунду. Так как в наших опытах магнитные силы были примерно в 100 раз больше, чем обычно, то весы были достаточно чувствительны, чтобы измерять восприимчивость большинства веществ.