เราปล่อยความร้อนสู่อวกาศได้ไหม?

ฟีด RSS คืออะไร, เราสามารถฉายความร้อนสู่อวกาศได้ไหม? เป็นสิ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรงงมาหลายปี. ในขณะที่เรารู้ว่าแผงโซลาร์เซลล์ปล่อยความร้อน, เราไม่รู้ว่ามันจะไปไหน.

แผงโซลาร์เซลล์อาจเอียงหรือเชื่อมต่อกับของเจ๋งๆ, แต่ปัญหาคือมันชี้ไปที่สภาพแวดล้อมของอวกาศ, ที่ซึ่งอุณหภูมิเย็นและความร้อนจะสูญเปล่า. แล้วเราจะหลีกเลี่ยงปัญหาได้อย่างไร?

ความร้อนสู่อวกาศ

แนวคิดในการส่งพลังงานแสงอาทิตย์สู่อวกาศเป็นครั้งแรกใน 1941 โดย Isaac Asimov, ผู้บรรยายถึงสถานีอวกาศที่สามารถส่งพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังดาวเคราะห์นอกโลก.

ใน 1968, นักวิจัยของ NASA ได้พัฒนาแนวคิดของดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์, ใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์หนึ่งตารางไมล์ในวงโคจร geosynchronous สูง. แผงเหล่านี้จะดูดซับพลังงานของดวงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นลำแสงไมโครเวฟที่จะส่งไปยังเสาอากาศรับสัญญาณขนาดใหญ่ของโลก. ตอนนี้, NASA กำลังดำเนินการ “ดูสด” ศึกษาแนวคิดเรื่องพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ, ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการส่งพลังงานแสงอาทิตย์สู่อวกาศได้.

รังสีอินฟราเรด

ในช่วงสุริยุปราคา, รังสีอินฟราเรดของดวงอาทิตย์สามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศและถ่ายเทความร้อนสู่โลกได้.

พลังงานความร้อนนี้ถูกปล่อยออกมาเป็นแสงอินฟราเรด, ซึ่งมีความยาวคลื่นระหว่างแปดถึงสิบสามไมโครเมตร, ไม่กี่ร้อยพันนิ้ว.

ซึ่งเชื่อว่าจะเป็นประโยชน์ต่อการส่งมอบยาที่ต้องฉีดต่อไปในระยะยาว, รังสีอินฟราเรดหนีออกมาจากโลกผ่านชั้นบรรยากาศ, เข้าถึงอวกาศในเวลาเดียวกัน.

ดาวเทียม Dyson-Harrop

ดาวเทียม Dyson-Harrop เป็นอุปกรณ์ล้ำยุคที่จะส่งความร้อนสู่อวกาศ. มันอาศัยลมสุริยะคงที่สูงเหนือสุริยุปราคา, ระนาบที่กำหนดโดยวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์. มันจะอยู่เหนือพื้นโลกหลายล้านกิโลเมตรและผลิตลำแสงได้หลายพันกิโลเมตร. ดาวเทียมจะต้องมีเลนส์ระหว่างสิบถึง 100 เส้นผ่านศูนย์กลางเมตรจึงมีประสิทธิภาพ.

แผงอินฟราเรด

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแผงอินฟราเรด’ ความสามารถในการส่งความร้อนสู่อวกาศ. นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องในโครงการ, นำโดยศาสตราจารย์รามัน, พัฒนานวัตกรรมการออกแบบที่ใช้ชั้นของพอลิสไตรีนและซิลิกอนไดออกไซด์.

เลเยอร์นี้ทำหน้าที่เหมือนกระจกไฮเทค, สะท้อนรังสีของดวงอาทิตย์และฉายความร้อนไปยังพื้นที่โดยรอบ. แผงเหล่านี้สามารถลดอุณหภูมิในร่มได้มากถึง 5 องศาเซลเซียส. ชั้นสะท้อนแสงเกือบทั้งหมดของแสงแดด, ผ่านชั้นบรรยากาศและสู่อวกาศ.

ฉนวนกันความร้อนของหม้อน้ำ Airgel

แอโรเจลเป็นของแข็งที่มีรูพรุน, ส่วนใหญ่ประกอบด้วยอากาศ. วัสดุเหล่านี้เป็นฉนวนสูงเนื่องจากมีการนำความร้อนต่ำและการไหลของอากาศต่ำ.

ที่จะทำให้มัน, นักวิทยาศาสตร์เอาของเหลวออกจากสารละลาย, แต่เว้นช่องว่างระหว่างอนุภาค. ช่องว่างเหล่านี้กลายเป็นรูพรุนของแอโรเจล. ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเชื่อมอนุภาคเข้าด้วยกัน, การสร้างวัสดุฉนวน. แอร์เจลอาจมีขนาดใหญ่ถึงสองตารางเมตร, หรือเล็กเท่ากับหนึ่งลูกบาศก์ฟุต.

ฟิล์มสะท้อนแสง

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่สามารถสะท้อนแสงได้หลากหลาย. วัสดุใหม่นี้คือ 1.8 ไมครอนหนา, ซึ่งทำให้ 50 บางกว่ากระดาษเท่าตัว.

ทำจากซิลิกอนไดออกไซด์, แฮฟเนียมออกไซด์, และสีเงิน, และทำงานเป็นกระจกสะท้อนแสงแดดที่ส่องเข้ามาเกือบทั้งหมด. ฟิล์มเป็นวัสดุสะท้อนแสงสูง, การถ่ายเทความร้อนอินฟราเรดจากภายในอาคารไปยังพื้นที่โดยรอบ. เป็นวิธีที่ใช้ได้ผลในการทำความเย็นอาคารเนื่องจากแสงแดดสามารถดูดซับได้มาก.

ทำความเย็นอาคารโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า

สิ่งประดิษฐ์ใหม่สามารถลดปริมาณไฟฟ้าที่ใช้สำหรับทำความเย็นอาคารในช่วงฤดูร้อนได้อย่างมาก, ต้องขอบคุณวัสดุใหม่ที่ปฏิวัติวงการ.

วัสดุนี้, ซึ่งเป็น 1.8 ไมครอนหนา, คานความร้อนโดยตรงสู่อวกาศและสามารถผลิตได้ในเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่.

วัสดุใหม่นี้สามารถลดต้นทุนด้านพลังงานและความต้องการไฟฟ้าได้, เนื่องจากเครื่องปรับอากาศกำลังกินไฟประมาณ 15% ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกา. เทคโนโลยีนี้อาจลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เช่นกัน.