Predicción de la temperatura de muestreo de suelo lunar helado basada en el método de elementos discretos
Autores: Zhao, Deming; Peng, Tianyi; Zhang, Weiwei; Wang, He; Cui, Jinsheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Predicción de la temperatura de muestreo de suelo lunar helado basada en el método de elementos discretos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Proyecto Chang"e 7
Muestras de suelo lunar
Parámetros térmicos
Aumento de temperatura
Simulación de elementos discretos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio es parte de la investigación preliminar para el proyecto Chang"e 7 en China. El proyecto Chang"e 7 planea perforar para penetrar el suelo polar lunar y recolectar muestras de suelo lunar utilizando una estructura de ranura en espiral. El hielo en el frío ambiente de la región polar lunar es uno de los objetivos importantes para la recolección de muestras. En el entorno de vacío de la superficie lunar, las muestras de suelo helado son sensibles a la temperatura ambiente y propensas a cambios de fase sólido-gas a medida que aumenta la temperatura. Para predecir el rango de temperatura de las muestras de suelo lunar, este estudio analizó el efecto de los parámetros térmicos en el aumento de temperatura de las partículas de suelo lunar y la broca utilizando simulación de elementos discretos. Los parámetros incluidos en el análisis del efecto térmico incluyeron la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las herramientas de perforación y las partículas de suelo lunar. La simulación mostró que la temperatura de la muestra de suelo lunar helado en la ranura en espiral oscilaba entre -127.89 y -160.16 grados Celsius dentro de los ajustes de los parámetros térmicos. La magnitud del valor estaba negativamente correlacionada con la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las partículas de suelo lunar, y estaba positivamente correlacionada con las de las herramientas de perforación. La variación de temperatura en la broca oscilaba entre -51.21 y -132 grados Celsius. La magnitud del valor estaba positivamente correlacionada con la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las partículas de suelo lunar y la conductividad térmica de la herramienta de perforación.
Descripción
Este estudio es parte de la investigación preliminar para el proyecto Chang"e 7 en China. El proyecto Chang"e 7 planea perforar para penetrar el suelo polar lunar y recolectar muestras de suelo lunar utilizando una estructura de ranura en espiral. El hielo en el frío ambiente de la región polar lunar es uno de los objetivos importantes para la recolección de muestras. En el entorno de vacío de la superficie lunar, las muestras de suelo helado son sensibles a la temperatura ambiente y propensas a cambios de fase sólido-gas a medida que aumenta la temperatura. Para predecir el rango de temperatura de las muestras de suelo lunar, este estudio analizó el efecto de los parámetros térmicos en el aumento de temperatura de las partículas de suelo lunar y la broca utilizando simulación de elementos discretos. Los parámetros incluidos en el análisis del efecto térmico incluyeron la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las herramientas de perforación y las partículas de suelo lunar. La simulación mostró que la temperatura de la muestra de suelo lunar helado en la ranura en espiral oscilaba entre -127.89 y -160.16 grados Celsius dentro de los ajustes de los parámetros térmicos. La magnitud del valor estaba negativamente correlacionada con la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las partículas de suelo lunar, y estaba positivamente correlacionada con las de las herramientas de perforación. La variación de temperatura en la broca oscilaba entre -51.21 y -132 grados Celsius. La magnitud del valor estaba positivamente correlacionada con la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica de las partículas de suelo lunar y la conductividad térmica de la herramienta de perforación.