Unul dintre cele mai interesante lucruri despre explorarea spațială este astăzi modalitățile prin care acesta devine mai rentabil. Între rachetele reutilizabile, electronica miniaturizată și serviciile de lansare cu costuri reduse, spațiul devine din ce în ce mai accesibil și populat. Totuși, acest lucru prezintă și o provocare când vine vorba de metode convenționale pentru menținerea navelor spațiale și a sateliților.
Una dintre cele mai mari provocări este să împachetezi electronica în spații mai strânse, ceea ce îngreunează păstrarea acestora la temperaturi operaționale. Pentru a rezolva acest lucru, inginerii de la NASA dezvoltă un nou sistem cunoscut sub numele de tehnologie de răcire microgap. În timpul a două zboruri de testare recente, NASA a demonstrat că această metodă este eficientă pentru eliminarea căldurii și poate funcționa și într-un mediu fără greutate.
Aceste zboruri de testare au fost finanțate prin programul Oportunități de zbor al NASA, care este o parte a Direcției Misiunii Tehnologiei Spațiale, cu sprijin suplimentar oferit de Centrul de Inovare al Centrului. Testele au fost efectuate folosind o rachetă New Shepard de la Blue Origin, care a transportat sistemul la altitudini suborbitale și apoi l-a returnat pe Pământ.
Întreaga perioadă, funcționalitatea sistemului a fost monitorizată de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA de către inginerul NASA Franklin Robinson și Avram Bar-Cohen (un inginer de la Universitatea din Maryland). Ceea ce au descoperit a fost faptul că sistemul de răcire cu microgap a fost capabil să elimine cantități mari de căldură din circuitele integrate bine împachetate.
Mai mult decât atât, sistemul a funcționat atât în medii cu gravitație scăzută, cât și în condiții de mare gravitate, cu rezultate aproape identice. După cum a explicat Robinson:
„Efectele gravitației reprezintă un risc mare în acest tip de tehnologie de răcire. Zborurile noastre au dovedit că tehnologia noastră funcționează în toate condițiile. Credem că acest sistem reprezintă o nouă paradigmă de management termic. ”
Cu această nouă tehnologie, căldura generată de electronice bine împachetate este îndepărtată de un fluid care nu conduce (cunoscut sub numele de HFE 7100) care curge prin microcanale încorporate în sau între circuite și produce vapori. Acest proces permite o rată mai mare de transfer de căldură, ceea ce poate asigura că dispozitivele electronice cu putere mare vor fi mai puțin susceptibile să eșueze din cauza supraîncălzirii.
Aceasta reprezintă o îndepărtare mare de abordările convenționale de răcire, unde circuitele electronice sunt aranjate într-o dispunere bidimensională care menține elemente hardware generatoare de căldură departe unul de celălalt. Între timp, căldura generată de circuitele electrice este transferată pe placa de circuit și, în cele din urmă, direcționată către un calorifer montat pe o navă spațială.
Această tehnologie profită de circuitele 3D, o tehnologie emergentă în care circuitele sunt literalmente stivuite unul peste altul cu cablarea interconectantă. Aceasta permite distanțe mai scurte între cipuri și performanțe superioare, deoarece datele pot fi transferate atât pe verticală cât și pe orizontală. De asemenea, permite electronice care consumă mai puțină energie, ocupând totodată mai puțin spațiu.
În urmă cu aproximativ patru ani, Robinson și Bar-Cohen au început să investigheze această tehnologie în scopul circulației spațiale. Integrate în sateliți și nave spațiale, circuitele 3D ar putea găzdui electronice și capete laser cu densitate de putere, care, de asemenea, scad în dimensiuni și au nevoie de sisteme mai bune pentru îndepărtarea căldurii uzate.
Anterior, Robinson și Bar-Cohen au testat cu succes sistemul într-un mediu de laborator. Totuși, aceste teste de zbor au demonstrat că funcționează în spațiu și în diferite medii de gravitație. Din acest motiv, Robinson și Bar-Cohen cred că tehnologia poate fi pregătită pentru integrarea în misiunile reale.
