为什么太空探测器需要加热？

我知道温度会影响半导体和其他材料的特性，但是我们知道如何并且可以考虑到这一点。此外，较低的温度使电子器件更有效，有时甚至超导。

我记得在某处读过一篇文章，《好奇心》的工程师甚至考虑将低温电子设备用于驱动车轮的电动机，但最终还是决定反对。

显然，为什么要制造出工作温度与火星，欧罗巴或太空中的温度相匹配的组件如此困难？

编辑：到目前为止，没有一个答案可以解决我的问题。我知道所有零件，包括电子和机械零件，以及润滑脂等，都具有相对狭窄的工作温度。我的问题是，为什么我们不制造特殊的冷金属，冷脂和冷屑，它们的工作温度范围窄至-100 C？

正确的答案可能是：它太昂贵了，没有足够的科学方法来确定适合这种寒冷的材料，而这种寒冷的材料无法在地球闷热的高温中制造。

因为在低温下电子元件的制造过程中没有进行足够的研究和开发。并且探针必须可靠。

您不能在例如250'C的温度下制造零件，而不能期望它们在-100'C的温度下工作，因为例如芯片既有硅零件又有钨零件。这两个具有不同的温度与延伸特性，因此零件会分开。

在低温下你不能用锡焊接看到锡害虫。

因为零件只能在有限的温度范围内可靠地工作。如果温度超出范围，则芯片可能无法正常工作，甚至根本无法工作。

探头通常还具有某种备用电池，如果电池温度低于0°C，它们会很快失去容量。保持电池和电子设备的温暖比补偿不同的特性更容易，更有效。

对于电子产品，电子零件和机械零件的温度敏感性，我要提出三个要点：

• 所有电池对温度都非常敏感。化学反应速率降低，漏电流增加。

• 硅芯片通常在低温下没有问题。什么是封装以及PCB基板和键合。即使在这里，实际的问题也不是低温，而是温度范围。其原因是这些材料具有不同的热性能，例如导热性和膨胀性。封装的芯片以及与PCB的键合会产生机械应力，从而增加导电材料中微裂纹的机会。

• 移动诸如电动机和齿轮之类的机械零件通常需要润滑剂才能工作。这些润滑剂的机械性能对温度非常敏感。

据我所知，一次电池可以使用的最低温度约为-50C。中学甚至更糟。因此，除了绝缘和加热外，实际上别无选择。通过使用与硅具有类似膨胀性的PCB材料，您可以在低温下工作的电子产品，而无需传统的芯片封装，即可将硅芯片直接安装到基板上。

在另一个问题中未提及的一个因素是，不同的材料会根据温度波动以不同的方式改变其体积。这是恒温器中的双金属条的概念，为什么冷冻时管道破裂，为什么食物会“冷冻”。因此，尽管半导体可能对低温具有相当的抵抗力，但是具有多种材料（不同合金，不同润滑剂）的机械零件的抵抗力会降低。

为了使机械零件能够在极端温度（例如-100C）下工作，大概需要在该温度下进行制造，并在该温度下集成到主要组件中，并保持低温直至到达空间。

我建议，关键原因就是可靠性-一旦探测器已经发射到太空，它HAS工作。

因此，加热已知的，可靠的，经过广泛测试的材料比“发明”一种无法在地球上完全测试的新材料要安全得多。

在化学领域，您将在那里学习他们认为您对某些金属/非金属的特性有关的物质的组成。它们具有某些限制，例如熔点/凝固点。

温度在电子设备中很重要。超频计算机时，需要液氮来冷却芯片。其他任何设备也是如此。

进入太空的电子设备不仅面临这个问题，而且必须谨慎对待可能破坏数据的辐射。因此，流动站通常携带额外的芯片/电池进行备份。他们在那里收集的数据非常重要。