Vai trò quan trọng của việc điều khiển nhiệt trong vệ tinh dài

Trong quỹ đạo thấp của trái đất, họ làm việc trong ánh sáng mặt trời, với độ sáng trực tiếp đến 2.20 ° C và lao vào bóng tối của trái đất, nơi nhiệt độ có thể giảm xuống thấp hơn Z2 ° C. Nếu không có hệ thống điều khiển nhiệt độ mạnh mẽ, các vật liệu điện tử nhạy cảm sẽ bị hư hại, các vật liệu cấu trúc sẽ mệt mỏi, và tuổi thọ sẽ được đo trong nhiều tháng thay vì nhiều năm.

Trong thập kỷ vừa qua, nhu cầu về các nhiệm vụ tự động dài hơn. Những cải tiến gần đây tập trung vào [FLT: 0] khả năng sử dụng dưới sự kết hợp bức xạ, nhiệt độ, va chạm hạt, và bảo tồn hoặc cải thiện các tính chất quang học trong phạm vi an toàn. Bài này kiểm tra hầu hết các bước đột phá hứa hẹn và các hoạt động trong tương lai.

Tại sao việc điều khiển nhiệt hơn bao giờ hết

Điều khiển nhiệt độ qua lớp phủ và hồng ngoại thường đáng tin cậy hơn, nhẹ hơn và ít bị đói hơn so với hệ thống hoạt động như bộ tản nhiệt hay nhiệt độ nóng. nhưng việc đánh đổi phải duy trì nhiệt độ mặt trời của chúng và phát ra tia hồng ngoại trong suốt cuộc đời của một sứ mệnh.

Vệ tinh hiện đại cũng mang những vật nặng điện năng cao như radar độ mở rộng tổng hợp và các hệ thống liên lạc có độ sáng ngày càng nhẹ và mỏng. Đồng thời, các thành phần được cấu thành nhỏ như vệ tinh lập phương và các vệ tinh nhỏ có diện tích bề mặt nhỏ hơn và ngân sách nhỏ hạn chế. Vì vậy, việc kết hợp phải quản lý nhiệt độ trong khi tăng nhẹ và mỏng. Những cải tiến được mô tả bên dưới đáp ứng những yêu cầu cạnh tranh [FL: 0] bộ phận [FL1] [FL1] thiết kế [FT] mà đi xa hơn ngân sách sơn hoặc giấy mực.

Các bản sao không cấu trúc

Một trong những lĩnh vực nghiên cứu hoạt động nhất bao gồm nanocomposites và meta vật liệu. Bằng cách cơ khí phủ lên các dải nanometre, sử dụng nanopartition như alumina, Titania, hoặc zirconia - các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh chính xác các tính chất quang học. Lấy thí dụ, một lớp phủ có thể được thiết kế để phản ánh hầu hết các bước sóng quang phổ năng lượng mặt trời trong khi có độ phân giải hồng ngoại cao, thu nhỏ sự hấp thụ nhiệt độ cao và sự từ chối nhiệt độ tối đa. Những thiết kế này [FT: 0] phủ phủ áo khoác [FT: 1] và phóng xạ cũng có thể được thiết kế để phản xạ tốt hơn các phần n bức xạ khác vì kích cỡ nano, một cấu trúc nhỏ hơn so với cơ quan sát nhiệt độ cao của cơ quan. Những cấu trúc nhiệt không gian màu sơn [Fn] so với 1 phần lớn hơn 1 phần trăm] so với cơ quan sát về màu sơn [Fn] so với độ sáng tạo bởi vì không gian màu sơn [Ft] so với độ nhạt] so với độ nhạt] so với độ cao hơn 5%] so với độ nhạt hơn

Tự chữa lành

Một cải tiến đặc biệt thú vị là sự kết hợp của vi ống hoặc sợi tơ rỗng có chứa các tác nhân phản ứng. Khi một vi giáp hoặc mảnh vỡ tác động làm nứt lớp vỏ, những viên thuốc này bị vỡ ra và giải phóng một chất chữa lành làm cho các vết nứt. Các phiên bản ban đầu của [FLT: 0] tự điều khiển nhiệt [FLT] đã được kiểm soát bằng , nơi [FL: 2] kiểm tra kỹ thuật phát triển không hiệu quả, nhưng kết quả của công nghệ tạo ra các mảnh vỡ không thể tránh khỏi.

Độ lệch cao và khả năng điều chỉnh

Việc từ chối nhiệt độ trong không gian chủ yếu là qua bức xạ hồng ngoại, nên việc phủ đồ gốm có độ cao (v. d., ytria- stconia hoặc silicon) đạt giá trị [FLT: 0] trong khi giữ độ bão hòa năng lượng mặt trời thấp [FLT: 1] dựa trên đồ gốm đóng hộp (v. d., ytria- stally-conide). Đặc biệt khi thiết kế này tạo ra các điểm hấp dẫn không có khả năng tạo ra các điểm hấp dẫn khác nhau. Việc này đặc biệt là tạo ra các điểm hấp dẫn về khí quyển. Việc sử dụng chức năng chuyển động cơ khí quyển (v. d.: khả năng chuyển đổi nhiệt độ của các điểm ảnh hồng ngoại thành nhiệt độ (v. d.: khả năng điều khiển ánh sáng của ống dẫn ánh sáng) trong khi nghiên cứu không gian màu hồng ngoại [t]. Việc đọc các điểm màu hồng ngoại [t] đặc biệt là cách điều khiển nhiệt độ cao hơn.

Các vật liệu phóng xạ-Reseistant và nguyên tử-Oxygen-Protrictive

Ngoài các nhu cầu nhiệt độ, lớp phủ phủ chống nhiệt phải chịu được bức xạ vô cơ như chất lỏng và electron, và oxy nguyên tử làm xói mòn chất kết dính hữu cơ. Mới [FLT: 0] vỏ [FLT] [FLT: 1] dùng chất kết dính vô cơ như chất lỏng hay chất lỏng lỏng, hoặc chất lỏng làm xói mòn chất lỏng. Những chất này vốn chống lại tia cực tím và bức xạ phân tử, và chúng cũng tạo thành lớp bền vững ngăn cản khí oxy nguyên tử đến vệ tinh địa chất. Nhiều vệ tinh hiện đại chỉ định độ nhiệt độ nhiệt độ cao mà chức năng quang học của chúng duy trì hoạt động trong 15 năm hoạt động trên quỹ đạo thấp [FT], cho các yếu tố nhiệt độ ánh sáng và nhiệt độ: một năm sau đó là một số các lớp nhỏ hơn cả các chất lượng tử trong môi trường mới, có thể kiểm soát nhiệt độ sáng tạo ra các chất lượng oxy trong một năm.

Lợi thế chủ yếu cho việc sản xuất vệ tinh và điều khiển các thiết bị vệ tinh

Những sáng kiến này chuyển trực tiếp thành những lợi ích hữu hình qua vòng đời của vệ tinh.

Cuộc sống lâu hơn

Một vệ tinh có thể trở nên không ổn định nhiệt sau 10 năm có thể hoạt động đáng tin cậy trong 20+ năm, điều quan trọng cho các chòm sao thay thế một phi thuyền là đắt đỏ.

Thiết kế nhiệt đơn giản hơn

Vì các lớp phủ quang học có cấu trúc nano và độ phân giải cao cung cấp những tính chất có thể dự đoán được, ổn định, các kỹ sư nhiệt có thể đơn giản hóa ngân sách điện nhiệt và nhiệt độ. Nó giải phóng khối lượng và năng lượng cho việc nâng cấp lực. Đối với vệ tinh nhỏ, tính đơn giản hóa này đặc biệt có giá trị: một vệ tinh khối lập phương có thể đạt hiệu suất nhiệt tuyệt vời với một lớp phủ nhiệt đơn bên ngoài, thay vì tấm đệm đa đài phát điện phức tạp (MLI).

Chi phí và giảm thiểu rủi ro

Mặc dù áo khoác cao cấp có thể có chi phí cho mỗi đơn vị, họ giảm chi phí nhiệm vụ bằng cách loại bỏ toàn bộ chi phí công việc sửa chữa giữa cuộc sống (là hiếm vì sự hạn chế truy cập) và giảm nguy cơ bị hư hỏng nhiệt độ. phí bảo hiểm và đảm bảo nhiệm nhiệm vụ cũng có thể giảm khi một công nghệ phủ bằng các dữ liệu thử nghiệm rộng lớn. Tổng hợp của các chòm sao lớn như là Starlink, OneWep, và Amazon Project Kuper đặc biệt quan tâm đến các bộ áo lông dài và hiệu suất nhỏ hơn.

Khả năng bay lượn cao hơn

Các cấu trúc có thể được áp dụng cho các hình dạng đối xứng, các lớp vỏ linh hoạt, hoặc thậm chí 3D được in ra mở ra các cấu trúc tàu vũ trụ mới. Ví dụ, các lớp phủ có độ phân giải cao được áp dụng cho các bức tường bên trong của bồn chứa nhiên liệu đẩy để giúp điều khiển nhiệt độ trong giai đoạn đông lạnh. các lớp vỏ bọc tự điều chỉnh cũng được xem là môi trường sống có thể bơm phồng và có thể triển khai, nơi mà các vi thể phân hủy và làm mất cân bằng nhiệt.

Hướng đi tương lai: Thông minh và bền vững

Các phòng nghiên cứu trên toàn thế giới đang theo đuổi biên giới kế tiếp: lớp vỏ bọc tích cực cảm nhận được tình trạng của chính họ và thích nghi trong thời gian thực.

Một xu hướng khác là sự phát triển của các lớp phủ hai mục đích kết hợp điều khiển nhiệt với bảo vệ điện từ hoặc bảo vệ từ trường. các lớp bao gồm nhiều chức năng có thể thay thế các lớp khác nhau tiết kiệm và đơn giản hóa khối lượng.

Kết luận

Các thiết bị phát quang nhiệt đã tiến hóa từ sơn trắng và kim loại đơn giản thành các bề mặt được thiết kế phức tạp. những sáng tạo mới nhất - không có cấu trúc cấu trúc, cơ chế tự chữa lành, cơ chế phát ra cá ngừ, và hệ thống kết dính phóng xạ -- thêm vào tính bền vững cần thiết cho các nhiệm vụ không gian tiếp theo. vệ tinh những người sử dụng những lớp phủ tối tân này sẽ hưởng lợi ích từ những hoạt động lâu dài hơn, tăng cường giá cả, và sự ổn định nhiệt, và sự linh hoạt hơn. khi nghiên cứu tiếp tục, thích nghi, và vật liệu bền vững, vai trò của bộ phận bảo vệ sẽ mở rộng hơn cả một thành phần hoạt động thông minh, và quản lý nhiệt độ sáng.