Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Вернемся, однако, к теме "Космос и низкие температуры". Она связана не только с холодом космического пространства и плавающими в нем замороженными планетами и спутниками. Ведь в космосе царит и вакуум - "родной брат" низких температур.

Одним из самых первых было вакуумирование откачкой пара - сначала над водой, а затем и над другими жидкостями, температура которых понижалась при этом вплоть до точки замерзания. При дальнейшей откачке за счет сублимации льда можно было добраться и до более низких температур. Но в космосе, если мы хотим применить такой способ получения низкой температуры, не нужно никакой искусственной откачки, никаких вакуум-насосов! Достаточно открыть пробку сосуда с жидкостью и сам космос высосет из него пар до любого нужного низкого давления.

При этом нужно прилагать усилия не для того, чтобы отсосать пар; напротив, вся трудность сводится к тому, чтобы не выпустить слишком много паров, и удержать давление над жидкостью (или льдом) на нужном уровне. Поскольку давление и температура (см. рис. 2.7) для каждого испаряющегося вещества однозначно связаны между собой, можно таким способом получить любую нужную температуру.

На таком принципе устроены многочисленные космические расходные криорефрижераторы. В сосуде Дьюара помещается объект криостатирования, окруженный жидкостью (гелием, метаном, аргоном и др.) или льдом (твердым водородом, неоном, метаном и др.). Когда сосуд (криостат) выведен в космос, пробка отстреливается, и пар из сосуда отсасывается космическим вакуумом; давление в криостате (а следовательно, нужная низкая температура) поддерживается автоматическим вентилем.