Едно от най-вълнуващите неща за космическото изследване днес са начините, по които става все по-рентабилно. Между ракетите за многократна употреба, миниатюризираната електроника и евтините услуги за изстрелване, пространството става все по-достъпно и населено. Това обаче представлява и предизвикателство, когато става въпрос за конвенционалните методи за поддържане на космически кораби и спътници.
Едно от най-големите предизвикателства е опаковането на електроника в по-тесни пространства, което затруднява тяхното поддържане при експлоатационни температури. За да се справят с това, инженерите в НАСА разработват нова система, известна като технология за охлаждане на микрогазовете. По време на два скорошни изпитателни полета НАСА демонстрира, че този метод е ефективен за отстраняване на топлина и може да функционира и в безтегловна среда.
Тези тестови полети бяха финансирани чрез програмата на НАСА за полетни възможности, която е част от мисията за космически технологии, с допълнителна подкрепа, предоставена от Центъра за иновации на Центъра. Тестовете са проведени с помощта на ракетата "Нов Шепард" на Blue Origin, която транспортира системата до суборбитални височини и след това я връща на Земята.
През цялото време функционалността на системата се следеше от Центъра за космически полети на Годард от НАСА от инженера на НАСА Франклин Робинсън и Аврам Бар-Коен (инженер от университета в Мериленд). Това, което те откриха, е, че системата за охлаждане с микрогап е в състояние да отстранява големи количества топлина от плътно опаковани интегрални схеми.
Нещо повече - системата работи както в среда с ниска, така и с висока гравитация с почти идентични резултати. Както Робинсън обясни:
„Гравитационните ефекти са голям риск при този тип охлаждащи технологии. Полетът ни доказа, че нашата технология работи при всякакви условия. Смятаме, че тази система представлява нова парадигма за термично управление. "
С тази нова технология топлината, генерирана от плътно опакована електроника, се отстранява от непроводящ флуид (известен като HFE 7100), който тече през микроканали, вградени в или между веригите и произвежда пара. Този процес позволява по-висока скорост на пренос на топлина, което може да гарантира, че електронните устройства с висока мощност ще бъдат по-малко вероятни да се повредят поради прегряване.
Това представлява голямо отклонение от конвенционалните подходи за охлаждане, при които електронните вериги са подредени в двуизмерно оформление, което държи хардуерни елементи за генериране на топлина далеч един от друг. Междувременно топлината, генерирана от електрически вериги, се прехвърля към платката и в крайна сметка се насочва към монтиран на космически кораб радиатор.
Тази технология се възползва от 3D схемата, нововъзникваща технология, при която веригите са буквално подредени една върху друга с взаимно свързване на окабеляването. Това позволява по-къси разстояния между чиповете и превъзходна производителност, тъй като данните могат да се прехвърлят вертикално и хоризонтално. Той също така позволява електроника, която консумира по-малко енергия, като същевременно заема по-малко място.
Преди около четири години Робинсън и Бар-Коен започнаха да проучват тази технология за целите на космическия полет. Интегрирани в спътници и космически кораби, 3D вериги биха могли да поместят плътна електроника и лазерни глави, които също намаляват по размер и се нуждаят от по-добри системи за отвеждане на отпадъчната топлина.
Преди това Робинсън и Бар-Коен успешно са тествали системата в лабораторна среда. Тези полетни тестове обаче показаха, че той работи в космоса и при различна гравитационна среда. По тази причина Робинсън и Бар-Коен смятат, че технологията може да е готова за интеграция в реални мисии.
