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ⓘ Controllo termico dei veicoli spaziali




                                     

ⓘ Controllo termico dei veicoli spaziali

Nel progetto di satelliti artificiali e di veicoli spaziali, il sistema di controllo termico o TCS ha la funzione di mantenere tutte le parti del satellite entro intervalli di temperatura accettabili durante tutte le fasi della missione, resistendo allambiente esterno che può variare moltissimo a seconda se il satellite è esposto allo spazio profondo o a flussi solari o planetari, e di rigettare verso lo spazio il calore prodotto dalla dissipazione del satellite stesso.

Il controllo termico è essenziale per garantire le prestazioni ottimali ed il successo della missione, perché se un componente raggiunge una temperatura troppo alta o troppo bassa può essere danneggiato o può subire malfunzionamenti. Il controllo termico è necessario anche per mantenere componenti specifici entro un determinato requisito di stabilità termica, per assicurarsi che abbiano le migliori prestazioni possibili.

Il controllo termico può comprendere componenti attivi o passivi e lavora in due modi:

  • protegge gli equipaggiamenti da temperature troppo basse, attraverso lisolamento dallambiente esterno freddo, lassorbimento di calore da fonti esterne o dal calore prodotto da fonti interne.
  • protegge gli equipaggiamenti da temperature troppo alte, o attraverso lisolamento termico dalle sorgenti esterne di calore come il sole o il flusso planetario infrarosso o albedo o attraverso la rimozione del calore prodotto da sorgenti esterne come il calore dissipato dagli equipaggiamenti elettronici.

I componenti del controllo termico passivo o PTCS Passive Thermal Control System comprendono:

  • trattamenti superficiali che modificano le proprietà termo-ottiche delle superfici esterne
  • unità riscaldanti a radioisotopi, note come RHU radioisotope heater unit, usate da alcune missioni planetarie o di esplorazione spaziale per produrre e immagazziinare potenza elettrica per scopi termici
  • rondelle termiche che riducono laccoppiamento termico a determinate interfacce
  • filler termici che migliorano laccoppiamento termico a determinate interfacce per esempio sul cammino termico tra ununità elettronica e il suo radiatore
  • multi-layer insulation MLI, che protegge il satellite da eccessivo riscaldamento solare o planetario così come da eccessivo raffreddamento quando esposto allo spazio profondo
  • doubler termici che distribuiscono il calore dissipato dalle unità sulla superficie del radiatore
  • specchietti, noti come SSM secondary surface mirrors o OSR optical solar reflectors che migliorano la capacità di rigettare calore dei radiatori esterni e allo stesso tempo riducono lassorbimento di eventuali flussi solari

I componenti del controllo termico attivo o ATCS Active Thermal Control System comprendono:

  • circuiti bifase, composti da heat pipe HP, loop heat pipe LHP o capillary pumped loops CPL
  • riscaldatori elettrici controllati termostaticamente per mantenere la temperatura delle unità al di sopra del suo limite inferiore durante le fasi fredde della missione
  • circuiti a fluido per trasferire ai radiatori il calore dissipato dagli equipaggiamenti. Possono essere
  • circuiti monofase, controllati da una pompa
  • louver che cambiano la capacità di rigettare calore in funzione della temperatura
  • raffreddatori termoelettrici a effetto Peltier
                                     

1. Eventi

Il più importante evento nel campo del controllo termico e ambientale è lInternational Conference on Environmental Systems, organizzato ogni anno dallAIAA.