Охлаждающая «чешуя» разработки РКС сэкономит энергию микроспутникам
AstroNews.ru - 19 Июля 2022 13:17:06
Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») разработали систему терморегулирования перспективных малых космических аппаратов. Инновационное покрытие с подвижными элементами основано на технологии микромеханических систем. В зависимости от солнечного излучения светоотражающее покрытие спутника меняет форму, предохраняя аппаратуру космического аппарата от перегрева без затрат энергии и внешнего управления.
Сейчас малые космические аппараты в основном запускают на низкие орбиты с малым периодом обращения вокруг Земли. На такой орбите космический аппарат не успевает перегреться на солнечной стороне и переохладиться, пролетая в тени Земли. Однако при уменьшении размеров спутника или переходе на более высокие орбиты теплоемкости космического аппарата уже недостаточно и требуется разработка специализированных терморегулирующих систем. Для решения существующей проблемы инженеры холдинга РКС разработали адаптивную систему терморегулирования, имеющую малые массогабаритные характеристики и не требующую электропитания.
Новая разработка РКС представляет собой внешнее покрытие малого космического аппарата из повторяющихся элементов – термомеханических полиимид-кремниевых актюаторов, к которым прикреплены светоотражающие пластины. В зависимости от интенсивности солнечного излучения актюаторы могут поворачивать светоотражающие пластины. Такое решение обеспечивает терморегулирование космического аппарата, не требуя оснащения корпуса дополнительными механическими конструкциями, и обходится без затраты электроэнергии самого спутника.
Начальник сектора микромеханических систем РКС Игорь СМИРНОВ: «Представьте комнатные жалюзи, только каждая гибкая «перекладина» или пластина крепится к поверхности спутника маленькой ножкой. Когда малый космический аппарат пролетает под лучами Солнца, ножки поворачивают светоотражающую пластину на корпусе без постороннего вмешательства под таким углом, что ее зеркальное покрытие практически полностью отражает солнечное излучение, не давая нагреться несущим конструкциям корпуса спутника и перегреться аппаратуре внутри борта».
Создание отражающего покрытия с особыми коэффициентами отражения/поглощения потребовало широкого ряда экспериментов плазмохимического травления на собственной площадке Центра микроэлектроники РКС, где новое покрытие было разработано и полностью изготовлено. Серийное производство многообразия микроэлектромеханических систем чувствительных элементов и других образцов high-end (высшего качества, высококлассной) электроники на собственной производственно-технологической платформе позволило РКС отойти от практики поштучного, «ручного» изготовления изделий по технологии микромеханических систем. Сейчас они изготовляются только на пластине групповым методом без «человеческого фактора». Так многократно повышается надежность, скорость изготовления элементов и снижается их себестоимость.
В дальнейшем запланированы испытания новой разработки на Международной космической станции. На борту МКС планируется смонтировать платформу с макетами малых космических аппаратов, имитирующих реальное тепловыделение. На них будут установлены терморегулирующие поверхности и протестирована эффективность технологии РКС в условиях открытого космического пространства.