将有效载荷封装在立方体卫星结构内,通过标准、定义明确的接口进行通信,大大简化了机载实验的开发和测试。客用有效载荷从托管航天器的主总线接收电力、电信和热控制。控制托管航天器方向的能力使有效载荷操作员能够在不同的光照和黑暗条件下进行测试和实验,或将其指向多个轨道上的全球不同区域。发射和运营成本捆绑在标准服务包中,定价方案可预测,不含非经常性成本,降低了在轨操作有效载荷所需的准入门槛。
1 简介:长期太空居住将需要在先进制造、热控制和生命支持过程方面进行变革性改进[1][2][3]。先进制造工艺包括金属和金属合金的增材制造、软物质、金属的定向能量沉积和晶体生产等[4]。热控制过程包括管理电子设备、太空核反应堆、电池和生命支持系统的热量释放。这些过程对于国际空间站、月球表面的居住地以及涉及美国宇航局科学任务理事会 (SMD) 和人类探索的所有太空计划都很重要[5]。由于对部署在轨道上或月球表面的硬件和空间模块的访问有限,系统的设计和开发几乎没有或根本没有误差余地。迭代之间的时间需要结合基于合理理论模型或机器学习算法的模拟。随着太空计划越来越深入太阳系,预先了解材料和系统的行为变得越来越重要。了解系统行为(尤其是在太空极端环境下的行为)对于充分利用项目预算、最大程度降低人员伤亡风险以及推动未来几代人的进步必不可少。正确设计和控制这些过程和系统需要准确了解系统参数和材料热物理特性,以便进行模拟并最终设计和开发实际系统。对热物理和化学特性的理解被纳入过程算法中,从而实现操作优化,并最大程度减少为太空栖息地开发的宝贵能源的重复使用。这种理解的基础在于准确确定热物理特性。关键的热物理特性是与流体过程有关的特性,例如密度、粘度、表面张力和弹性。其他重要的热物理特性包括热导率和质量传递特性,例如扩散系数。
Ø多功能低质量耐加工机器人平台,用于雷古石发掘和交付Ø模块化和可重新配置性和可修复性的模块化和界面Ø高吞吐量和合作操作的自主权Ø月球生存能力,可靠性,可靠性,可靠性,修复Ø多个月球或阴影范围内的多种磨损范围内的磨损效果Ø Ø致命器,密封,关节,机制的粉尘缓解粉尘;耐尘热控制系统Ø自主维护和维修Ø健康和故障管理ØRegolith流量/与工具(仿真和测试)Ø从试验量表(10MT)到初始商业规模(1000mt/yr)Ø端到端的系统示范,需要导致月球表面演示的时间,
引言 电子产品或设备的小型化发展趋势(通常称为微型化)以及半导体和微电子技术的最新进展导致高速芯片的功率密度显著提升,从而带来许多挑战,包括这些电子设备在各种应用中的安全可靠运行 [1,2]。尽管过去十年在电子设备或微处理器的热控制 (冷却) 管理方面取得了进步和发展,但仍然存在一些极为严峻的挑战需要解决,例如处理激增的热通量和耗散不稳定的功率 [3]。根据电气效率和材料的使用,微处理器在持续运行期间的温度不应超过 85 o C。因此,热机械解决方案不仅应注重有效的热传递和高功率密度芯片的散热,还应找到回收废热的方法 [4,5]。
简介:月球背面地震仪 (FSS) 最近被选为 NASA PRISM(月球表面有效载荷和研究调查)计划的一部分,计划于 2024 年或 2025 年发射,它将向薛定谔陨石坑运送两台地震仪(均已通过 InSight 火星任务的飞行验证 [1])。垂直甚宽带 (VBB) 地震仪是有史以来最灵敏的飞行地震仪 [2],而短周期 (SP) 传感器是可用于太空应用的最灵敏、最成熟的紧凑型三轴传感器 [2]。FSS 是一个自给自足的有效载荷,具有独立的电源、通信和热控制,可在漫长的月夜中生存和运行,其寿命将比商业运载着陆器更长,并提供能够回答关键科学问题的长期地震实验。
聚酰亚胺(尤其是 Kapton® 薄膜)在航天器结构中随处可见,可用于多层绝缘 (MLI) 毯 [3-6],因为它们耐用、柔韧、化学惰性,可承受极端温度和辐射条件 [7]。Mylar 是一种聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET),用于航天器外部的 MLI 毯,用于被动热控制目的 [8-10]。多面体低聚倍半硅氧烷 (POSS) 已被提议作为聚酰亚胺 (PI) 基纳米复合材料的增强材料,以提高其热机械和抗 AO 性能 [11,12] 在 AO 暴露下,POSS-PI 会形成一层二氧化硅 (SiO2) 表面层,可抵抗 AO 侵蚀,从而减少本体(即 PI)基质的 AO 侵蚀。Thermalbright°N 就是这样一种结合了 POSS 的材料。
与传统电池相比,固态电池 (SSB) 具有更高的能量密度、更高的安全性和更长的使用寿命。然而,控制热量的产生和散发仍然是影响性能、安全性和电池寿命的关键挑战。本综述分析了 SSB 中的热管理挑战,重点介绍了关键热源、独特的热问题以及热控制不佳的影响。它探讨了被动策略,例如相变材料 (PCM) 和散热器,以及主动冷却方法,例如液体冷却和热电系统。特别关注纳米材料、复合结构和用于增强导热性的先进涂层。讨论了将这些解决方案集成到 SSB 系统中,以及设计优化和长期性能考虑。未来的方向,包括先进材料和可持续解决方案,强调了有效的热管理对于推动 SSB 技术广泛应用的重要性。
锂离子电池由于其高能量密度和延长周期寿命而经常用于电动汽车。保持正确的温度范围至关重要,因为锂离子电池的性能和寿命对温度高度敏感。本研究讨论了在这种情况下实用的电池热控制系统。在这项工作中回顾了热产生的现象和锂离子电池的重大热问题。然后,根据热周期的可能性对各种电池热管理系统(BTM)的研究进行彻底分析并分为组。直接制冷剂两相冷却,第二层液体冷却和机舱空气冷却都是BTM的组成部分。相变材料冷却,热管冷却和热电元件冷却是BTMS的未来部分。每个BTM都检查了电池的最高温度和最高温度差异,并讨论了解决每个系统缺点的合适BTM。最后,建议新型的BTMs作为具有高能量密度的锂离子电池的实用热管理解决方案。