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World File Search SystemCryocoolers
讲座 20 低温冷却器
• 许多红外天文学需要< 3 K，因此不能通过制冷机来满足 – “无制冷剂”超导磁体或SQUID阵列 – 再液化LN 2 、LHe或其他制冷剂 – 热辐射屏蔽的冷却 – 基于HiTc的电子设备的冷却，例如用于电池的微波滤波器
微型斯特林制冷机可靠性发展
微型斯特林制冷机广泛应用于车载、机载和舰载战术红外系统，具有效率高、体积小、重量轻、制冷快、振动小、工作温度范围广等优点。随着红外探测器的快速发展，热成像系统对制冷机的性能和可靠性提出了更高的要求，世界各国的制冷机制造商都在努力提高产品的可靠性。本文首先介绍了可靠性的一些基本概念以及RICOR、Thales Cryogenics和BAE等公司的可靠性预计方法。其次介绍了20世纪50年代以来战术微型斯特林制冷机的可靠性增长和发展趋势。最后介绍了几种可靠性加速方法。航天用斯特林制冷机成本高、可靠性高，不在本文讨论范围之内。
低温流体管理投资组合项目
• Cryogenic thermal coatings • Automated Cryo-couplers • Propellant Densification • High Vacuum Multi-Layer Insulation (CELSIUS) • Unsettled liquid mass gauging • Low Leakage Cryogenic Valves & Components • High Capacity Cryocooler (20K 20W) • High Capacity Cryocooler (90K 150W) • Storage of LH 2 Utilizing both 90K & 20K Cryocoolers （2阶段冷却）
光学低温冷却器设计及太空应用演示
固体光学制冷或固体激光冷却是一项突破性技术，通过用合适波长的红外激光照射稀土离子掺杂晶体，可达到低温（低于 120 K -150 K）。在基态和激发离子态之间的间隙波长附近激发这种晶体，可以主要刺激反斯托克斯发射过程，即晶体重新发射比其吸收更多的光，从而冷却下来。基于这一革命性原理的低温冷却器有可能简化或实现许多仪器应用，而传统机械低温冷却器（例如：斯特林/脉冲管、焦耳-汤姆逊、涡轮-布雷顿）的振动和笨重是这些应用的障碍。历史上主要的目标应用是冷却地球观测卫星上的探测器，特别是最敏感的仪器，因为振动会对性能产生不利影响，或者冷却微型卫星或纳米卫星等小型卫星，因为这些卫星的有效载荷有限，相关限制也很强。这篇论文是法国液化空气先进技术公司 (Sassenage) 与法国国家科研中心 (格勒诺布尔) 尼尔研究所之间的合作项目。我的论文的第一个目标是首次在欧洲展示用于太空应用的激光低温冷却器原型的运行。三年内，我们成功设计、开发和运行了能够达到低温的激光冷却器实验室原型，从而使这项技术达到了 TRL 3 成熟度。比萨大学为我们的实验借出的掺杂 7.5% 镱的 YLiF 4 冷却晶体能够在约 30 分钟内冷却至接近 130 K (-153 °C) 的温度，吸收 10 W 激光功率。在我们的系统中，激光通过光纤供给冷却晶体，以便考虑到卫星应用中的一些限制，这在世界范围内尚属首创。我的论文的第二个目标是研究激光低温冷却器对未来地球观测卫星的可行性和适用性。基于小型低地球轨道红外观测卫星的电源架构，我们在整个卫星的尺寸、重量和功率方面比较了激光低温冷却器解决方案与基于脉冲管的解决方案的平衡。我们表明，激光低温冷却器是一个紧凑型系统，除了其他优点之外，还可以节省有效载荷部分的内部体积和质量。由于该技术具有光学和非接触特性，激光低温冷却器体积小、无振动，热损失小。因此，这项工作为未来太空应用开辟了新的光学低温冷却器系列。
PTC1000工业冷冻机 - Stirling低温
fabrum冷冻机需要非常低的维护，并且具有在恶劣的环境中运行的能力，而在整个设备的生命中没有冷却性能的退化。这可以确保连续运行延长超过50,000小时。
截至 2024 年 12 月正在进行的 STC 项目列表
为太空应用开发 30 - 4.2 K 级微型脉冲管低温冷却器 69. 利用人工智能进行海洋遥感信息挖掘和变化监测 70. 基于物理的 AI-ML 模型，用于预测不同时空尺度上的作物产量 71. 基于等离子体超材料的滤波器，用于太空中的光子应用 72. 遥感图像质量评估：一项主观研究且无参考
评估火星上ISRU操作的地表水运输系统概念
•CARGO-2提供第二次出行运输底盘，1x 40kW FSP，3x ISRU推进剂生产植物，2x液化托盘和1倍地表水运输托盘•移动底盘部署FSPS，布线系统，ISRU托盘和Cargo-2还适用于Mav和Propellant Propellant Propellant Propellant
美国宇航局在零沸腾技术方面取得进展，以实现长效
项目 TRL* 集成零沸腾系统 4+ 厚多层绝缘层 6 太阳能屏蔽（可选） 7+ 低电导率结构界面 6+ 大容量 20 K 和 90 K 低温冷却器 4+ 低温冷却器集成：广域冷却（罐上管分布式冷却和屏蔽上管分布式冷却）
动态放射性同位素动力系统（DRP）
使用这两种轴承技术的早期Stirling设计成功地证明了实验室的性能和寿命，并有可能使DRP生成器持续至少17年，这通常是长期过境时间到外行星及其月亮所需的时间。虽然尚未在太空中飞行过Stirl转换器，但Stirling Cryocoolers与类似的支撑技术配对，在许多太空任务（包括16年的Rhessi Solar Flare天文台）上非常成功地使用了。AMSC和SunPower已为NASA Glenn提供了原型转换器，其中一些已完成了超过4,000个小时的操作和测试。单位将进行环境测试，以证明对太空任务期间预期的恶劣条件的鲁棒性。