電腦能不能在真空環境下運行?
種花家也算是從事計算機行業工作的,對軟硬件也比較了解,差點被這個問題給搞懵了,不過想想卻是一個非常有趣的問題,直接給出答案吧,一般的電腦是難以在真空中長時間運行的,但改裝后的電腦完全沒有問題!

為什么正常電腦必須在大氣環境下運行?
大家可能很奇怪,電腦不需要呼吸為什么要在一個大氣壓環境下運行?確實是這樣,電腦根本不要呼吸,但它卻需要散熱和一定的壓力環境,這主要和計算機的各個不見和工作原理導致的!一臺電腦大概有如下主要配件:

CPU 硬盤 內存
主板 顯卡 電源
風扇 光驅(現在一般都取消了)
機箱一個鐵疙瘩我們就不說了!

正在被淘汰的硬件:光驅
在這些配件中,CPU、顯卡、電源這些看起來似乎可以在真空中工作,但看起來似乎確實可以,但這些設備都必須要有一個散熱條件,如果熱量無法散發,用不了多久就死機了!散熱方式有三種:傳導、對流和輻射,沒有第四種了!

既然沒有空氣風冷不行,但很多朋友馬上就會指出,水冷不行嗎?其實水冷確實可以,對風扇要求降低,甚至可以取消,但問題是真空中沒有對流提供散熱,會成為一個非常嚴重的問題,必須要將對流為主的散熱改成輻射方式,比如加大散熱片,然后涂成黑色,方便散熱!

內存和主板不用風扇,可以真空下工作?其實遭遇的還是同樣的散熱問題,在地表的一個大氣下下,會自然形成對流,所以一些熱量散發比較小的南橋和北橋芯片,可以不裝散熱片(有的也會安裝),真空中輻射不足以代替對流,所以仍然會遭遇散熱問題!

主板和其它元器件能適應真空工作嗎?
真空氣壓幾近于零,所以像芯片、電感以及各種電阻和PCB板肯定是沒有問題的,問題最大的是電解電容,里面含有電解液,我們都知道電容在工作時都會發熱,而在地表一個大氣壓下,電容的密封要求比在真空中要低得多,因為地表有每平方厘米/一千克的壓力維持,所以在真空下電容是很容易爆裂的(老主板上經常看到電容爆裂)

當然將其換成固態電容就沒有問題了,液態鋁電容介電材料為電解液,而固態電容的介電材料則為導電性高分子材料。因此換一換還是可以用滴!
硬盤能工作在真空下嗎?
當前使用的硬盤有兩種,一種是機械硬盤,另一種是SSD固態硬盤!前者機械硬盤無法工作在真空中,因為磁頭是利用空氣動力的方式懸浮在盤片上的!所以在真空中,磁頭會因為沒有“升力”砸在盤片表面,直接將盤片表面刮傷報廢!當然充氦氣密封的硬盤不受影響,但卻要保證不泄漏,因為壓力不一樣,密封要求也有差別!

機械硬盤內部結構
SSD硬盤使用的是存儲芯片,只要沒有電解電容,就不大會受到影響,不過從種花家拆機的經驗來看,表面并沒有大的電解電容,即使有也是貼片電容,這種電容大都是多層(積層,疊層)片式陶瓷電容器,因此它可以工作在真空中!

能工作在真空中,并不表示能在太空工作
基本上制造一臺在真空中工作的電腦并不難,但如果要制造一臺在太空中工作的電腦就有點難了,因為遭遇的最大麻煩不是真空,而是太空中的各種輻射,這些帶正電的質子能力超強,無數帶正電的質子吸附在設備上,輕則導致設備故障,重則設備擊穿導致報廢!

在太空環境中,電子器件中的數字和模擬集成電路的輻射效應一般分為總劑量效應(TID)、單粒子效應(SEE)和劑量率(DOES RATE)效應。

總劑量效應:由γ光子、質子和中子照射所引發的氧化層電荷陷阱或位移破壞,包括漏電流增加、MOSFET閾值漂移,以及雙極晶體管的增益衰減。
單粒子效應:高能粒子(質子、中子、α粒子和其他重離子)轟擊IC電子電路的敏感區引發的。在P-N結兩端產生電荷的單粒子效應,可引發軟誤差、電路閉鎖或元件燒毀。單粒子效應中的單粒子翻轉(SEU)效應會導致電路節點的邏輯狀態翻轉。
劑量率效應是由甚高速率的γ或X射線在極短時間內作用于電路,并在整個電路內產生光電流引發的,可導致閉鎖、燒毀和軌電壓坍塌等破壞。上述情況都會導致芯片損毀!

所以一臺電腦如果要在太空中工作的話,必須要對芯片進行加固,而整機也同樣需要加固和屏蔽,否則電腦根本不要想在太空工作,幾個回合下來就藍屏死機給你看,再往后就直接無法開機了!很多朋友認為液晶可能無法工作,但據測試,液晶的手機在真空下還能正常運行!