¿El voltaje de CC más alto jamás producido intencionalmente en el espacio?

Los comentarios en la página Voltaje máximo de rejilla del propulsor de iones me hicieron preguntarme; ¿Cuál es el voltaje de CC más alto jamás producido intencionalmente por una nave espacial en el espacio?

Los tubos fotomultiplicadores y las placas de microcanales y los espectrómetros de partículas cargadas son usuarios comunes de al menos unos pocos kV, pero sospecho que hay algunos voltajes más altos en alguna parte.

10 kV? 100 kV? ¿Un megavoltio?

"puntos de bonificación" por un alto voltaje que se produjo intencionalmente de alguna manera diferente a una fuente de alimentación de CC convencional † clasificada para ese voltaje. No necesitan un generador Van de Graaff para hacer que su cabello se destaque en microgravedad, pero ¿quizás alguien inventó uno para divertirse?

Un día de cabello generador de Van de Graaff Fuente

† a diferencia de lo no convencional, por ejemplo, Van de Graaff, atadura, globo sobre gato, etc.

Hace mucho tiempo, cuando las pantallas planas no estaban disponibles y se usaban tubos grandes de pantalla a color, se usaban aproximadamente 20 kV CC para ellos. ¿Qué pasa con los tubos vidicon utilizados para las cámaras Voyager?
Podría ser igualmente interesante encontrar la mayor intensidad de campo de CC, es decir V metro
@CarlWitthoft, el problema con eso es que puede ser bastante alto en escalas microscópicas. Coloque 1 voltio a través de 20 angstroms de óxido de puerta en un transistor CMOS moderno y ¿qué obtiene? en.wikipedia.org/wiki/… .
Un amplificador de microondas TWT con una salida de aproximadamente 10 W generalmente usaba suministros de 3 kV 30 mA.
@Uwe ¡Así es! La onda viajera viaja a la misma velocidad que los electrones, y aunque pueden reducir la velocidad de la onda en comparación con la velocidad de la luz, necesitan que los electrones se muevan bastante rápido para mantenerse al día. Creo que puedes agregar eso como respuesta.
"una fuente de alimentación de CC con ese voltaje" no es exactamente una forma de crear voltaje, eso es un poco circular, como decir "puntos de bonificación por ir al espacio sin solo usar una nave espacial".
@ user253751, una correa y un generador Van de Graaff son dos ejemplos de cosas que podrían emplear fuentes de alimentación de CC pero que no contienen "una fuente de alimentación de CC clasificada en ese voltaje" que alcanzan esos dispositivos. Puede haber otros ejemplos también; ¿ Cuál es la redacción más precisa que propone?
@uhoh, quiero decir que el generador VdG en sí es una fuente de alimentación de CC. Así es la atadura. Suministran corriente continua, ¿no?
@ user253751 en ese sentido, cualquier cosa es una fuente de alimentación de CC y, por extensión, todo es cualquier cosa. Para mí, me apegaré a las convenciones y, una vez más, invitaré; ¿Cuál es la redacción más precisa que propone?
@ user253751 Hice una edición y agregué una nota al pie, ¿cómo se ve eso?

Respuestas (5)

Posible respuesta (juego de palabras intencionado): 8000 voltios para las cámaras de televisión Apollo.

Se deben tener en cuenta varios niveles de voltaje: se requieren hasta 8 kilovoltios en el fotocátodo del tubo y varios voltajes de hasta 600 voltios en la base.

Informe de la experiencia de Apolo: Sistema de televisión , Nota técnica de la NASA D-7476, p. 18

Una gran cantidad de tubos TWT y Klystrons utilizados para la amplificación de radio también alcanzan alrededor de 10 KV. No estoy seguro de cómo se encontraría un desglose de los números reales.
El mejor juego de palabras que he leído en mucho tiempo.

Los aceleradores lineales se han empleado en el espacio. Si bien "voltaje" quizás no sea el término correcto, precisamente, estos generan haces de energía muy alta y, con frecuencia, utilizan medios (como RF, etc.) distintos de la aceleración directa por un suministro de CC de alto voltaje.

Hay propuestas actuales para desarrollar un acelerador lineal de RF de 1 MeV para experimentos en el espacio. Los primeros experimentos en la década de 1970 utilizaron suministros de alto voltaje de CC estándar para generar haces de hasta 40 keV, inyectando pulsos en la ionosfera utilizando cohetes de sondeo.

Spacelab-1 también tenía un acelerador de 7,5 keV a bordo para una serie de experimentos con aceleradores de partículas.

También hubo el experimento BEAM en 1989 que produjo un haz de hidrógeno neutro de 1 MeV. Este tenía un inyector de 30 keV para el acelerador de RF que usaba un suministro de CC estándar a 30 kV. Al igual que los experimentos con cohetes de sondeo en los años 70, también se desplegó en un cohete suborbital a una altitud máxima de 195 km, es decir, "en el espacio", pero no en órbita.

No diría que un linac es un voltaje de CC, eso sí. El resto son buenos.
@JonCuster Sí, por eso dije exactamente lo mismo en la respuesta. OP también abrió el tema hablando de propulsores de iones, que en realidad son solo un tipo de acelerador.
@JonCuster Si usa un linac para cargar un capacitor (es decir, cualquier objeto), entonces tiene una CC verdadera y puede arreglar las cosas para que no vean la macro o los micropulsos.
@DDuck: claro, los condensadores nominales de 1MV son fáciles de encontrar. Un suministro de Cockroft Walton es mucho más fácil de construir, incluso a un megavoltio, que un LINAC más un límite de megavoltios.
@JonCuster Mi condensador "en órbita" es solo otro objeto que orbita conmigo. El dieléctrico es el espacio (un vacío) y puedo usar mi linac para disparar electrones de alta energía a la "placa". Es un capacitor costoso (no COTS) pero es factible. Un linac de 25 MeV no es tan grande como para no poder ponerse en órbita; mi voltaje disponible podría ser de 25 MV. El límite sería el voltaje de ruptura del espacio, pero podría resolverlo colocando todo en una bolsa (la "placa" y la bolsa en órbita conjunta) y llenando la bolsa con SF6 presurizado. Entonces, el límite sería el tamaño del acelerador lineal que podría poner en órbita.
@DDuck No funciona de esa manera. Se producirán interacciones de alta energía cuando el haz impacte contra un objeto. No se "pegará" como una carga en su capacitor: aplastará y destruirá el material, producirá rayos X, electrones secundarios, etc.
@DDuck: muchos aceleradores aquí en la tierra están en "bolsas" de SF6: las cosas no funcionan mágicamente mejor en el espacio. Prevalecen las mismas limitaciones físicas. Sí, podría cargar algo (temporalmente) a un MV o más, y tendría el poder de una descarga estática.
Estoy trabajando para reclamar el récord mundial como en la pregunta del OP "¿El voltaje de CC más alto jamás producido intencionalmente en el espacio?" No se menciona allí la carga requerida, solo un voltaje.
@J... Mi linac parece una fuente de corriente (unos pocos mA) y un cumplimiento de 25 MV. La "placa" podría ser lo suficientemente gruesa como para que no escapen electrones o fotones secundarios. Mi placa se cargará, el voltaje aumenta y en el límite de poner los últimos electrones está el potencial de voltaje de la fuente. El linac me da una fuente de 25 MV y luego mi "placa" estará en 25 MV. Todo esto supone que no hay un camino alternativo para que los electrones regresen al cuerpo del acelerador lineal.

El experimento Space Tether en 1996 indujo una corriente arrastrando una cuerda conductora detrás del transbordador espacial (y, por lo tanto, a través del campo magnético de la Tierra). Generaba 3500 voltios antes de romperse debido a un defecto de fabricación.

https://pwg.gsfc.nasa.gov/Education/wtether.html

Para obtener más información sobre cómo funciona esto en general, consulte esta respuesta .

Para obtener más información sobre los eventos de atadura de STS-75, consulte esta respuesta y esta respuesta .

La correa en realidad se derritió en dos debido a una descarga eléctrica. Algunas fuentes dan 4,4 kV. ntrs.nasa.gov/api/citations/19970011947/downloads/…

Construcción de fuentes de alimentación de alto voltaje para naves espaciales , https://ntrs.nasa.gov/citations/19750015780

¿Lo siguiente estaba conectado a un cohete de sondeo?

El suministro de 100 kV, 5 uA que se muestra en las Figuras 55 a 58 fue diseñado como un dispositivo Cockroft-Walton contenido dentro de un recipiente presurizado a 15 psig con SF6

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¡Hermoso! Me estoy poniendo nostálgico al ver un Cockroft-Walton. En la Tierra, estos a menudo se sumergían en aceite de transformador y en los viejos tiempos contenían PCB , pero esa es una historia diferente. En este caso, es posible que se haya elegido SF6 en lugar de aceite de transformador por razones de peso. Aunque dice El concepto de emplear solo cerámica, metales y SF6 en la construcción siempre que sea posible sigue la práctica de diseño desarrollada durante muchos años para la construcción de generadores Van de Graaf. No se emplearon encapsulantes.

Los tubos de ondas viajeras que se utilizan con frecuencia como amplificadores de microondas para naves espaciales necesitan un suministro de alto voltaje. Los TWT con una potencia de salida de aproximadamente 10 W generalmente usaban suministros de 3 kV 30 mA. 3 kV 30 mA es una potencia de entrada de CC de 90 W, aproximadamente un 11 % de eficiencia.

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Fuente: http://www.r-type.org/articles/art-030.htm

La empresa L3Harris afirma haber construido 3.203 TWT en órbita, operando durante más de 155 millones de horas o 17.694 años. 5,5 años significa tiempo óptimo para cada uno de los 3.203 TWT.

Esta hoja de datos sobre acondicionadores de potencia para TWT contiene 7; Suministros de 12 y 14 kV con potencias de 300 y 550 W.

¡Excelente hallazgo, recursos y estadísticas también!
¿El voltaje de CC más alto jamás producido intencionalmente en el espacio?
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