Diseño Preliminar de un Hábitat Espacial Controlado Térmicamente Usando Materiales de Cambio de Fase
Autores: Borshchak Kachalov, A.; Salgado Sánchez, P.; Martínez, U.; Ezquerro, J. M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño Preliminar de un Hábitat Espacial Controlado Térmicamente Usando Materiales de Cambio de Fase
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Hábitat espacial
Materiales de cambio de fase
Control térmico
Radiación solar
Transporte de calor difusivo
Propiedades termo-ópticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Exploramos el diseño preliminar de un hábitat espacial controlado térmicamente utilizando materiales de cambio de fase (PCMs). El PCM se utiliza para mantener una temperatura adecuada y habitable dentro del hábitat al aislarlo de la radiación solar externa. El sistema se estudia numéricamente considerando solo el transporte de calor difusivo (conducción), un escenario con aplicación práctica en entornos de microgravedad o gravedad reducida. Se exploran las dinámicas del sistema para una amplia gama de parámetros de gobernanza, incluyendo la longitud de la celda de PCM, las propiedades termo-ópticas -absorción y emisión- en el límite externo de la pared del hábitat expuesta a la radiación solar, la fracción de eclipse (iluminación) del ciclo solar, y el PCM utilizado. Encontramos que las propiedades termo-ópticas en el límite radiado externo, caracterizadas por la relación de absorción-emisión, juegan un papel clave en la respuesta del sistema y definen en gran medida el diseño óptimo del hábitat. Este óptimo equilibra el calor absorbido y liberado por el PCM durante ciclos repetidos de iluminación y eclipse.
Descripción
Exploramos el diseño preliminar de un hábitat espacial controlado térmicamente utilizando materiales de cambio de fase (PCMs). El PCM se utiliza para mantener una temperatura adecuada y habitable dentro del hábitat al aislarlo de la radiación solar externa. El sistema se estudia numéricamente considerando solo el transporte de calor difusivo (conducción), un escenario con aplicación práctica en entornos de microgravedad o gravedad reducida. Se exploran las dinámicas del sistema para una amplia gama de parámetros de gobernanza, incluyendo la longitud de la celda de PCM, las propiedades termo-ópticas -absorción y emisión- en el límite externo de la pared del hábitat expuesta a la radiación solar, la fracción de eclipse (iluminación) del ciclo solar, y el PCM utilizado. Encontramos que las propiedades termo-ópticas en el límite radiado externo, caracterizadas por la relación de absorción-emisión, juegan un papel clave en la respuesta del sistema y definen en gran medida el diseño óptimo del hábitat. Este óptimo equilibra el calor absorbido y liberado por el PCM durante ciclos repetidos de iluminación y eclipse.