Üks põnevamaid asju kosmoseuuringute kohta on täna viis, kuidas see on kulutõhusam. Korduvkasutatavate rakettide, miniatuurseks muudetud elektroonika ja odavate starditeenuste vahel on kosmos muutumas juurdepääsetavamaks ja asustatud. Kuid see on väljakutse ka tavapäraste kosmoseaparaatide ja satelliitide hooldusmeetodite osas.
Üks suurimaid väljakutseid on elektroonika pakkimine kitsamasse ruumi, mis raskendab nende töötemperatuuril hoidmist. Selle lahendamiseks töötavad NASA insenerid välja uue süsteemi, mida tuntakse mikrogapi jahutamise tehnoloogiana. Kahe hiljutise testlennu ajal näitas NASA, et see meetod eemaldab tõhusalt kuumuse ja võib toimida ka kaaluta keskkonnas.
Neid testlende rahastati NASA programmi Flight Opportunities kaudu, mis on osa kosmosetehnoloogia missiooni direktoraadist ning mille agentuuri keskuse innovatsioonifond pakub täiendavat tuge. Katsed viidi läbi raketiga Blue Origin’s New Shepard, mis viis süsteemi suborbitaalkõrgusele ja viis selle siis Maale tagasi.
Kogu aja vältel jälgisid süsteemi funktsionaalsust NASA Goddardi kosmoselennukeskusest NASA insener Franklin Robinson ja Avram Bar-Cohen (Marylandi ülikooli insener). Nad leidsid, et mikrogapi jahutussüsteem suutis tihedalt pakitud integreeritud vooluringidest eemaldada suures koguses soojust.
Veelgi enam, süsteem töötas nii madala kui ka kõrge raskusastmega keskkonnas peaaegu identsete tulemustega. Nagu Robinson selgitas:
„Seda tüüpi jahutustehnoloogia puhul on gravitatsiooniefektid suur oht. Meie lennud tõestasid, et meie tehnoloogia töötab kõigis tingimustes. Arvame, et see süsteem esindab uut soojusjuhtimise paradigmat. ”
Selle uue tehnoloogia abil eemaldatakse tihedalt pakitud elektroonika tekitatud soojus mittejuhtivast vedelikust (tuntud kui HFE 7100), mis voolab läbi vooluringidesse või nende vahele sulandunud mikrokanalite ja tekitab auru. See protsess võimaldab kõrgemat soojusülekande kiirust, mis võib tagada, et suure võimsusega elektrooniliste seadmete rike ülekuumenemise tõttu on vähem tõenäoline.
See tähistab suurt eemaldumist tavapärastest jahutusmeetoditest, kus elektroonilised vooluahelad on paigutatud kahemõõtmelisse paigutusse, mis hoiab soojust tootvad riistvaraelemendid üksteisest kaugel. Vahepeal kantakse elektriahelate tekitatud soojus üle trükkplaadile ja suunatakse lõpuks kosmoselaevale paigaldatud radiaatori poole.
See tehnoloogia kasutab ära 3D-vooluahelaid, arenevat tehnoloogiat, kus ahelad on sõna otseses mõttes üksteise peale ühendatud üksteisega ühendatud juhtmetega. See võimaldab kiibide vahel lühemaid vahemaid ja suurepärase jõudluse, kuna andmeid saab edastada nii vertikaalselt kui ka horisontaalselt. See võimaldab ka elektroonikat, mis tarbib vähem energiat, samal ajal ka vähem ruumi.
Umbes neli aastat tagasi hakkasid Robinson ja Bar-Cohen uurima seda tehnoloogiat kosmoselendude jaoks. Satelliididesse ja kosmoseaparaatidesse integreeritud 3D-ahelad mahutavad võimsalt tiheda elektroonika ja laserpead, mis on samuti vähenemas ja vajavad paremaid süsteeme jäätmesoojuse eemaldamiseks.
Varem olid Robinson ja Bar-Cohen süsteemi edukalt testinud laborikeskkonnas. Need lennutestid näitasid siiski, et see töötab kosmoses ja erineva raskuskeskkonna korral. Seetõttu usuvad Robinson ja Bar-Cohen, et tehnoloogia võib olla valmis integreerimiseks tegelikesse missioonidesse.
