Охлаждающая «чешуя» разработки РКС сэкономит энергию микроспутникам

19.07.22 / Москва – Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») разработали систему терморегулирования перспективных малых космических аппаратов. Инновационное покрытие с подвижными элементами основано на технологии микромеханических систем. В зависимости от солнечного излучения светоотражающее покрытие спутника меняет форму, предохраняя аппаратуру космического аппарата от перегрева без затрат энергии и внешнего управления.

Сейчас малые космические аппараты в основном запускают на низкие орбиты с малым периодом обращения вокруг Земли. На такой орбите космический аппарат не успевает перегреться на солнечной стороне и переохладиться, пролетая в тени Земли. Однако при уменьшении размеров спутника или переходе на более высокие орбиты теплоемкости космического аппарата уже недостаточно и требуется разработка специализированных терморегулирующих систем. Для решения существующей проблемы инженеры холдинга РКС разработали адаптивную систему терморегулирования, имеющую малые массогабаритные характеристики и не требующую электропитания.

Новая разработка РКС представляет собой внешнее покрытие малого космического аппарата из повторяющихся элементов – термомеханических полиимид-кремниевых актюаторов, к которым прикреплены светоотражающие пластины. В зависимости от интенсивности солнечного излучения актюаторы могут поворачивать светоотражающие пластины. Такое решение обеспечивает терморегулирование космического аппарата, не требуя оснащения корпуса дополнительными механическими конструкциями, и обходится без затраты электроэнергии самого спутника.

Начальник сектора микромеханических систем РКС Игорь СМИРНОВ: «Представьте комнатные жалюзи, только каждая гибкая «перекладина» или пластина крепится к поверхности спутника маленькой ножкой. Когда малый космический аппарат пролетает под лучами Солнца, ножки поворачивают светоотражающую пластину на корпусе без постороннего вмешательства под таким углом, что ее зеркальное покрытие практически полностью отражает солнечное излучение, не давая нагреться несущим конструкциям корпуса спутника и перегреться аппаратуре внутри борта».

Создание отражающего покрытия с особыми коэффициентами отражения/поглощения потребовало широкого ряда экспериментов плазмохимического травления на собственной площадке Центра микроэлектроники РКС, где новое покрытие было разработано и полностью изготовлено. Серийное производство многообразия микроэлектромеханических систем чувствительных элементов и других образцов high-end (высшего качества, высококлассной) электроники на собственной производственно-технологической платформе позволило РКС отойти от практики поштучного, «ручного» изготовления изделий по технологии микромеханических систем. Сейчас они изготовляются только на пластине групповым методом без «человеческого фактора». Так многократно повышается надежность, скорость изготовления элементов и снижается их себестоимость.

В дальнейшем запланированы испытания новой разработки на Международной космической станции. На борту МКС планируется смонтировать платформу с макетами малых космических аппаратов, имитирующих реальное тепловыделение. На них будут установлены терморегулирующие поверхности и протестирована эффективность технологии РКС в условиях открытого космического пространства.

АО «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») с 1946 года разрабатывает, производит, испытывает, поставляет и эксплуатирует бортовую и наземную аппаратуру и космические информационные системы научного и социально-экономического назначения. Основные направления деятельности – создание, развитие и целевое использование глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС; наземный комплекс управления космическими аппаратами; космические системы поиска и спасания, гидрометеорологического обеспечения, радиотехнического обеспечения научных исследований космического пространства; наземные пункты приема и обработки информации дистанционного зондирования Земли. Холдинг «Российские космические системы» объединяет ведущие предприятия космического приборостроения России: Научно-исследовательский институт точных приборов (АО «НИИ ТП»), Научно-производственное объединение измерительной техники (АО «НПО ИТ»), Научно-исследовательский институт физических измерений (АО «НИИФИ»), Особое конструкторское бюро МЭИ (АО «ОКБ МЭИ»), Научно-производственная организация «Орион» (АО «НПО «Орион») и АО «Ярославский радиозавод» (ЯРЗ).

РОСКОСМОС – государственная корпорация, созданная в августе 2015 года для проведения комплексной реформы ракетно-космической отрасли России. РОСКОСМОС обеспечивает реализацию госполитики в области космической деятельности и ее нормативно-правовое регулирование, а также размещает заказы на разработку, производство и поставку космической техники и объектов космической инфраструктуры. В его функции также входит развитие международного сотрудничества в космической сфере, а также создание условий для использования результатов космической деятельности для социально-экономического развития России.

Пресс-служба «Российские космические системы»