Теплові труби для системи тепловідводу космічного апарата MASCOT

Протягом 2013-2014 р.р. в лабораторії теплових труб кафедри АЕС і ІТФ проводилась розробка теплових труб (ТТ) для системи тепловідводу, що забезпечувала оптимальні температурні режими електронних компонентів посадочного модуля MASCOT.

MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) – це модуль, призначений для дослідження поверхні астероїда 1999 JU3 (рис. 1). Його основним розробником є Інститут космічних систем DLR (Бремен, Німеччина).

ris_1

Рис. 1. Макет модуля MASCOT (фото з сайту http://www.dlr.de)

Однією з основних задач, що ставилась перед співробітниками лабораторії теплових труб було створення таких ТТ для системи тепловідводу, які мали б високий термічний опір, тобто практично не передавали б теплову енергію, при температурах нижче 0°С, а при додатніх температурах забезпечували б відведення від електронних компонентів до радіатора космічного апарата 15-20 Вт теплоти. Завдяки проведеним розрахункам та низці експериментальних досліджень в лабраторії ТТ вдалось підібрати таку комбінацію характеристик капілярно-пористої структури та теплоносія, при якій виготовлені ТТ задовольняли цим вимогам. В результаті було виготовлено комплект із двох ТТ (HP type A та HP type B на рис. 2), що і склали основу системи тепловідводу.

ris_2

Рис. 2. Загальний вигляд теплових труб

Виготовлені ТТ було досліджено за програмою, що відповідала європейським стандартам дослідження двофазних теплопередаючих систем для космічного застосування. До неї входили: дослідження робочих та пускових характеристик ТТ, вібро-тести, термічні цикли та термічний шок, тести на розрив від нагріву, ресурсні випробування, дослідження впилву циклічної зміни тиску та тести на розрив високим тиском. Слід зазначити, що після проведення всіх цих тестів, окрім розриву нагрівом та тиском, теплопередаючі характеристики створених ТТ залишилсь практично незмінними.

В розробці теплових труб для проекту MASCOT окрім лабораторії теплових труб НТУУ «КПІ» приймали участь також деякі європейські та американські компанії. Однак, лише ТТ, виготовлені на кафедрі АЕС і ІТФ, задовольнили високим вимогам, що були висунуті DLR, і саме їх в результаті було встановлено на космічний апарат.

3 грудня 2014 р. модуль MASCOT в складі космічного апарата Hayabusa-II, створеного Японським агенством аерокосмічних досліджень (JAXA) було запущено в космос. Преший сеанс зв’язку, проведений через деякий час після запуску, показав, що всі системи модуля MASCOT, в тому числі і система тепловідводу, працюють нормально.

  • Facebook