Vienas iš labiausiai jaudinančių dalykų, susijusių su kosmoso tyrimais šiandien, yra būdai, kuriais jis tampa ekonomiškesnis. Tarp daugkartinio naudojimo raketų, miniatiūrinės elektronikos ir pigių paleidimo paslaugų erdvė tampa labiau prieinama ir apgyvendinta. Tačiau tai taip pat kelia iššūkį, kai kalbama apie įprastus erdvėlaivių ir palydovų priežiūros metodus.
Vienas didžiausių iššūkių yra supakuoti elektroniką į ankštesnes erdves, todėl jas sunku išlaikyti darbinėje temperatūroje. Siekdami išspręsti šią problemą, NASA inžinieriai kuria naują sistemą, vadinamą mikrogapo aušinimo technologija. Dviejų neseniai atliktų bandomųjų skrydžių metu NASA pademonstravo, kad šis metodas efektyviai šalina šilumą ir gali veikti ir nesvarioje aplinkoje.
Šie bandomieji skrydžiai buvo finansuojami per NASA programą „Skrydžių galimybės“, kuri yra Kosmoso technologijų misijos direktorato dalis, ir kurią teikia papildoma agentūros centro Inovacijų fondo parama. Bandymai buvo atlikti naudojant „Blue Origin's New Shepard“ raketą, kuri gabeno sistemą į suborbitalinį aukštį ir tada grąžino ją į Žemę.
Visą laiką NASA Goddardo kosminių skrydžių centre NASA inžinierius Franklinas Robinsonas ir Avramas Bar-Cohenas (Merilendo universiteto inžinierius) stebėjo sistemos funkcionalumą. Jie sužinojo, kad aušinimo sistema „mikrogap“ sugeba pašalinti daug šilumos iš sandariai supakuotų integruotų grandinių.
Be to, sistema veikė tiek žemoje, tiek sunkioje aplinkoje, o rezultatai buvo beveik vienodi. Kaip paaiškino Robinsonas:
„Šios rūšies aušinimo technologijos kelia didelę riziką gravitacijos padariniams. Mūsų skrydžiai įrodė, kad mūsų technologija veikia bet kokiomis sąlygomis. Manome, kad ši sistema atspindi naują šilumos valdymo paradigmą. “
Taikant šią naują technologiją, sandariai supakuotos elektronikos sukuriama šiluma pašalinama nelaidžiu skysčiu (žinomu kaip HFE 7100), kuris teka per grandines arba tarp jų įterptais mikrokanaliais ir išskiria garus. Šis procesas leidžia užtikrinti didesnį šilumos perdavimą, o tai gali užtikrinti, kad didelio galingumo elektroniniai prietaisai suges per mažą tikimybę.
Tai reiškia didelį nukrypimą nuo įprastų aušinimo būdų, kai elektroninės grandinės yra išdėstytos dviem matmenimis, laikant šilumą generuojančius aparatūros elementus toli vienas nuo kito. Tuo tarpu elektros grandinių generuojama šiluma perduodama į plokštę ir galiausiai nukreipiama į erdvėlaivyje montuojamą radiatorių.
Ši technologija pasinaudoja trimačių schemų pranašumais, kylančia technologija, kai grandinės yra tiesiog sukraunamos viena ant kitos su sujungiamaisiais laidais. Tai leidžia trumpesnius atstumus tarp lustų ir geresnį našumą, nes duomenis galima perduoti tiek vertikaliai, tiek horizontaliai. Tai taip pat leidžia elektronikai, kuri sunaudoja mažiau energijos, o kartu užima mažiau vietos.
Maždaug prieš ketverius metus Robinsonas ir Bar-Cohenas pradėjo tyrinėti šią technologiją skraidymo iš kosmoso tikslais. Integruotos į palydovus ir erdvėlaivius, 3D grandinėse būtų galima pritaikyti tankią elektroniką ir lazerio galvutes, kurių dydis taip pat mažėja ir kurioms reikia geresnių šilumą šalinančių sistemų.
Anksčiau Robinsonas ir Bar-Cohenas sėkmingai išbandė sistemą laboratorijoje. Tačiau šie skrydžio testai parodė, kad jis veikia kosmose ir kintančioje gravitacijos aplinkoje. Dėl šios priežasties Robinsonas ir Bar-Cohenas mano, kad ši technologija gali būti paruošta integracijai į realias misijas.
