ภารกิจในการสร้างตู้เย็นที่ใช้งานได้จริงและประหยัดพลังงานซึ่งใช้งานได้ในอวกาศ

ออกแบบและทดสอบโดยวิศวกรของมหาวิทยาลัย Purdue อุปกรณ์ใหม่นี้จะยืดอายุการเก็บรักษาอาหารในภารกิจที่ยาวนาน

ชีวิตประจำวันของเราส่วนใหญ่อาศัยแรงโน้มถ่วง เรากระโดด โยนลูกบอล ดื่มเครื่องดื่มและสัมผัสกับฝน ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณพลังธรรมชาติ ถึงกระนั้น มันง่ายที่จะลืมไปว่าแม้แต่เครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น ตู้เย็นก็ยังต้องใช้แรงโน้มถ่วงในการทำงาน ตู้เย็นจะดูดความร้อนจากด้านในที่เย็นจัดและโยนออกไปด้านนอกทันที ความร้อนเหลือทิ้งจะถูกลบออกจากตู้เย็นโดยการหมุนเวียนอากาศที่เรียกว่าการพาความร้อน เนื่องจากแรงโน้มถ่วง อากาศร้อนจะลอยขึ้นและอากาศที่เย็นกว่าจะพัดเข้ามาเติมเต็มพื้นที่

อย่างไรก็ตาม วิศวกรต่างตระหนักดีถึงความท้าทายที่สภาพของพื้นที่มีอยู่ในการออกแบบตู้เย็น

หากไม่มีแรงโน้มถ่วง การขาด “ขึ้น” หรือ “ลง” จะป้องกันการก่อตัวของกระแสพาความร้อน ยิ่งไปกว่านั้น อวกาศหรือยานอวกาศปิดล้อมไม่มีอากาศไหลเวียน ดังนั้นตู้เย็นในครัวเรือนที่ย้ายไปยังสภาพแวดล้อมเหล่านั้นจะร้อนเกินไป

Tobias Niederwieser นักวิจัยจาก BioServe Space Technologies สถาบันวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าวว่า “ในอวกาศ หากมีสิ่งของที่อบอุ่น มันจะทำให้เกิดฟองอากาศอุ่นรอบๆ [ตัวมันเอง] และยิ่งอุ่นขึ้นและอุ่นขึ้นอีก”

อาหารนักบินอวกาศที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ถูกทำให้แห้งหรือทำให้แห้งโดยแช่แข็ง โดยมีอายุการเก็บรักษาหนึ่งถึงสามปี การมีตู้เย็นในอวกาศจะช่วยให้อาหารสามารถเก็บได้นานขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับภารกิจที่ขยายออกไปในอวกาศที่ลึกกว่า

เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยจาก Purdue University, Air Squared Inc. และ Whirlpool Corporation ได้เอาชนะความท้าทายเหล่านี้ในการออกแบบตู้เย็นสำหรับพื้นที่ โดยปรับเทคโนโลยีทำความเย็นของตู้เย็นในครัวเรือนเพื่อให้สิ่งที่พวกเขาอ้างว่าเป็นแบบจำลองที่ประหยัดพลังงานที่สุดสำหรับพื้นที่ . พวกเขามีความจุของไมโครเวฟและมีอุณหภูมิต่ำสุดที่ -4 องศาฟาเรนไฮต์ นอกจากนี้ยังใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อชดเชยการพาความร้อนตามธรรมชาติของโลกที่จะช่วยขจัดความร้อนออกจากส่วนหลังของตู้เย็น หลังจากสามปีของการทดสอบ การคุมกำเนิดแบบกันแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กก็พร้อมที่จะนำไปใช้ในภารกิจต่างๆ อุปกรณ์นี้ไม่เพียงแต่ยืดอายุการเก็บรักษาอาหารอวกาศเท่านั้น แต่ยังช่วยให้นักเดินทางในอวกาศมีทางเลือกมากขึ้นอีกสองสามทางเลือกในสิ่งที่พวกเขาบริโภคและวิธี

ตู้เย็นของนักวิจัยไม่ใช่รุ่นแรกที่ปรับให้เข้ากับพื้นที่ ตั้งแต่ปลายปี 2020 นักบินอวกาศบน ISS ได้ใช้ตู้เย็นสำหรับอาหารสองตู้ เรียกว่าตู้ฟักไข่แช่แข็งสำหรับ Galley and Experimentation (FRIDGE) ซึ่งใช้หลักการทำความเย็นที่ประหยัดพลังงานน้อยกว่า ตู้เย็นที่หมดอายุแล้วหลายตู้ได้บินผ่านอวกาศตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ1980 ปัจจุบัน ตู้แช่แข็งจำนวนหนึ่งถูกทิ้งร้างบนสถานีอวกาศนานาชาติตั้งแต่ปีพ.ศ. 2549 เครื่องทำความเย็นแบบไครโอเจนิกส์เหล่านี้จุ่มลงในอุณหภูมิติดลบ 260 องศาฟาเรนไฮต์และทำหน้าที่เป็นศูนย์บ่มเพาะการวิจัยเท่านั้น นักบินอวกาศไม่สามารถใช้ตู้เย็นเหล่านี้เพื่อเก็บอาหารได้เพราะกลัวว่าจะปนเปื้อนตัวอย่างการทดลองอันมีค่า ตู้เย็นสำหรับการใช้งานส่วนตัวของนักบินอวกาศไม่จำเป็นต้องมีเสียงกริ่งดัง เช่น การควบคุมอุณหภูมิที่เสถียรเป็นพิเศษและเซ็นเซอร์เพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบสภาวะภายใน ซึ่งมีอยู่ในเวอร์ชันการวิจัย การออกแบบตู้เย็นที่เรียบง่ายน่าจะทำได้—และคราวนี้ความสะดวกสบายของนักบินอวกาศ การบำรุงรักษาต่ำ และประสิทธิภาพการใช้พลังงานคือสิ่งสำคัญอันดับต้นๆ

“ถ้าคุณคิดถึงภารกิจที่ยาวนาน … คำถามเกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานก็จะมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นด้วย” Leon Brendel วิศวกรเครื่องกลจากมหาวิทยาลัย Purdue ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ออกแบบตู้เย็นใหม่กล่าว ในการเดินทางในอวกาศที่ยาวนานและยาวนานหลายปี ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงจะช่วยลดความจำเป็นในการเพิ่มแบตเตอรี่หรือแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งจะช่วยแบ่งเบาภาระของยานอวกาศในระหว่างการปล่อย

ตู้เย็นในครัวเรือนใช้วงจรการอัดไอเพื่อให้ได้อุณหภูมิต่ำสำหรับเก็บอาหารที่เน่าเสียง่ายและอาหารแช่แข็งของเรา สารทำความเย็นเหลวจะหมุนเวียนไปทั่วตู้เย็นของเรา มันระเหยกลายเป็นไอเพื่อดึงความร้อนจากด้านในของตู้เย็น คล้ายกับการระเหยของเหงื่อที่ทำให้ร่างกายของเราเย็นลง เมื่อสารทำความเย็นที่เป็นแก๊สหมุนเวียนออกสู่ภายนอกตู้เย็น มันจะกระจายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยการควบแน่นกลับเป็นของเหลว

หัวใจสำคัญของวงจรการอัดไอคือส่วนประกอบตู้เย็นที่เรียกว่าคอมเพรสเซอร์ มันคือตัวสร้างเสียงของตู้เย็น ตัวทำงานที่บีบสารทำความเย็นที่ระเหยเป็นไอให้มีความดันสูงเพื่อให้ก๊าซควบแน่นที่อุณหภูมิสูงเพื่อบังคับให้ความร้อนทิ้งออก (โดยปกติของเหลวจะระเหยที่อุณหภูมิสูง เช่น ในระหว่างการเดือด และควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำ คล้ายกับน้ำค้างยามเช้าหลังค่ำคืนอันหนาวเหน็บ) บนโลก ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของคอมเพรสเซอร์เคลือบด้วยน้ำมันที่ช่วยหล่อลื่น หล่อเย็นชิ้นส่วนที่ถู และช่วยอัดแรงดันสารทำความเย็นที่เป็นแก๊ส แม้ว่าน้ำมันจะหมุนเวียนผ่านระบบ แต่น้ำมันส่วนใหญ่จะสะสมอยู่ในบ่อด้านล่างของตู้เย็นนอกคอมเพรสเซอร์ เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ชิ้นส่วนกลไกของตู้เย็นจะเติมสารหล่อลื่นด้วยการรีไซเคิลน้ำมันที่สะสมอยู่ในพื้นที่กักเก็บน้ำ

หากไม่มีแรงโน้มถ่วง น้ำมันจะไม่หยดกลับเข้าบ่อและอ่างเก็บน้ำก็จะแห้ง ตัวน้ำมันเองสามารถซึมเข้าไปในทุกที่อื่นๆ โดยไม่มีการควบคุม และทำให้คอมเพรสเซอร์ท่วม ทำให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจับได้

“คุณต้องอาศัยแรงโน้มถ่วงเพื่อที่จะรู้ว่าน้ำมันอยู่ที่ไหน” Eckhard Groll หัวหน้านักวิจัยและวิศวกรเครื่องกลของมหาวิทยาลัย Purdue กล่าว ในอวกาศ “คุณจะรับประกันได้อย่างไรว่าน้ำมันอยู่ในตำแหน่งที่คุณคาดหวังไว้” เขาเสริมว่า “วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่ามากคือ [ที่จะ] นำสิ่งนั้นออกจากภาพ”

นักวิจัยได้หันมาใช้คอมเพรสเซอร์ไร้น้ำมัน ซึ่งคล้ายกับที่ใช้ในทางการแพทย์สำหรับ เครื่องมือผ่าตัดและ เครื่องช่วยหายใจ ทีมงานได้ปรับเปลี่ยนการออกแบบที่มีอยู่เพื่อให้ตรงกับความต้องการแรงดันสำหรับตู้เย็นของพวกเขา ในการทำให้องค์ประกอบที่เคลื่อนที่เย็นลงเหมือนน้ำมันหล่อลื่น นักวิจัยได้นำน้ำที่ไหลไปตามด้านนอกของชิ้นส่วนเหล่านี้

จากนั้นนักวิจัยก็เอาตู้เย็นไปวางไว้ด้านข้างและกลับหัวกลับหาง ยืนยันว่าตู้เย็นทำงานตามปกติโดยพลิกกลับด้าน ในตู้เย็นทั่วไป น้ำมันหล่อลื่นจะท่วมคอมเพรสเซอร์ ทำให้สำลักและกระเด็นออกมา แต่ไม่ใช่ตู้เย็นนี้เพราะขาดสารหล่อลื่น ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จกระตุ้นให้นักวิจัยไตร่ตรองถึงความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ต่อไป นั่นคือ การทดลองขับในสภาวะไร้น้ำหนัก

เพื่อเลียนแบบการขาดแรงโน้มถ่วงในอวกาศ นักวิจัยได้ดำเนินการตู้เย็นของพวกเขาในเที่ยวบินพาราโบลาภายในเครื่องบินที่โค้งผ่านชั้นบรรยากาศของโลกที่ระดับความสูงเพื่อให้ผู้โดยสารรู้สึกเหมือนนั่งรถไฟเหาะตีลังกาหรือเดินทางในอวกาศ ในเดือนพฤษภาคมของปีนี้ ตู้เย็นใช้เที่ยวบินพาราโบลา 30 เที่ยวบิน โดยแต่ละเที่ยวบินให้สภาวะไร้น้ำหนักจำลอง 20 วินาที คำตัดสิน: ตู้เย็นจะทำงานในอวกาศ นักวิจัยไม่ได้สังเกตเห็นการท่วมของสารทำความเย็นเหลวในคอมเพรสเซอร์ ซึ่งอาจไหลย้อนเข้าไปในอุปกรณ์ได้

“ตอนนี้เรามีความมั่นใจในเทคโนโลยีนี้มากขึ้นว่าจะเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่ไร้น้ำหนัก” Groll กล่าว นักวิจัยยังอยู่ระหว่างการเจรจากับบริษัทเอกชนที่สนใจสำรวจเทคโนโลยีสำหรับการใช้งานอื่นๆ นอกเหนือจากการจัดเก็บอาหารของนักบินอวกาศ

“เทคโนโลยีนี้เจ๋งในตัวเอง” Niederwieser ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในโครงการกล่าว “ระบบของพวกเขาคือระบบที่เราใช้ใน [เครื่องปรับอากาศ] และตู้เย็นเกือบทั้งหมดที่เรามีอยู่ที่นี่”

มีเหตุผลว่าทำไมเทคโนโลยีการอัดไอจึงแพร่หลายมากบนโลก “เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการทำให้อุณหภูมิเย็นลง” เขากล่าวเสริม

Niederwieser และเพื่อนร่วมงาน BioServe ของเขาได้สร้างตู้เย็นสำหรับพื้นที่ด้วยตัวเอง พวกเขาเป็นผู้บงการที่อยู่เบื้องหลังตู้เย็นสำหรับใช้ส่วนตัวทั้งสองเครื่องที่อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ใช้การระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อสร้างพื้นผิวที่เย็น ไม่มีของเหลวหรือคอมเพรสเซอร์เกี่ยวข้อง และไม่มีปัญหาใดๆ ตั้งแต่การติดตั้ง ถึงกระนั้น Niederwieser กล่าวว่าเทคโนโลยีการทำความเย็นที่หลากหลายนั้นเป็นเทรนด์ที่น่ายินดี

หน้าแรก

เว็บพนันออนไลน์, สล็อตออนไลน์, เซ็กซี่บาคาร่า