Boyd setzt seine lange Tradition des Know-hows im Bereich des Wärmemanagements in der Luft- und Raumfahrt bei der neuesten Marsmission der NASA, dem Mars-Rover Perseverance, fort.
Kühllösung für die kritische SuperCam-Baugruppe des Mars-Rovers Perseverance
Während sich die NASA auf den Start des Perseverance Rover vorbereitet, der für den 22. und 2020. Juli geplant ist, ist die Boyd Corporation stolz darauf, unseren Beitrag zur nächsten Phase der Marsforschung hervorzuheben, der in Zusammenarbeit mit dem Los Alamos National Laboratory entwickelt wurde. Die Überwindung rauer Umgebungen bei der Erkundung eines anderen Planeten stellt selbst die besten Ingenieurteams vor die Herausforderung, sicherzustellen, dass die Elektronik unter unterschiedlichen und ungewohnten Bedingungen kontinuierlich arbeiten kann. Die Vorbereitung auf die Erkundung der Marsoberfläche erforderte Kreativität, Entschlossenheit, Innovation und Ausdauer.
Das SuperCam-Modul des Mars-Rovers Perseverance
Die NASA-Mission Perseverance Rover soll nach Anzeichen für frühere oder gegenwärtig bewohnbare Bedingungen auf dem Mars und nach Anzeichen für früheres mikrobielles Leben suchen. Die SuperCam nutzt Fernerkundungstechniken, um eine minerologische Analyse sowohl der Umgebung als auch der Proben innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboterarms durchzuführen. Die SuperCam ist eine technologische Verbesserung gegenüber der ChemCam von Curiosity, da sie zwei neue Techniken zur Bestimmung der Mineralogie hinzufügt: einen Farbbildsensor und ein akustisches System zur Fernbestimmung der physikalischen Eigenschaften von Zielen.lange Tradition Die SuperCam umfasst eine breite Palette von Spektroskopiegeräten, von denen einige thermische elektrische Kühler (TECs) verwenden, die den Peltier-Effekt nutzen, um Wärme von der Elektronik abzupumpen und eine strenge Temperaturregelung aufrechtzuerhalten. Die TECs müssen Wärme abweisen, um die Elektronik zu schützen, die für minerologische Beobachtungen unerlässlich ist.
Kundenspezifische kryogene Heatpipes, um Marsumgebungen standzuhalten
Heatpipes sind eine gängige Komponente in vielen elektronischen Baugruppen, die entweder zur Verteilung oder zum Transport von Wärme verwendet werden. In vielen Anwendungen werden Heatpipes verwendet, um einen Hitzestau und mögliche Schäden an empfindlichen und teuren Geräten zu verhindern, indem die Wärme schnell in kühlere Regionen abgeführt wird. Während die meisten Heatpipes robust und unkompliziert sind; Anpassungen und Materialauswahl ermöglichen es diesen unkomplizierten Lösungen, komplexere Herausforderungen, Anwendungen und Betriebsumgebungen zu lösen.
Für den Perseverance Rover ist die Aufrechterhaltung einer sicheren Betriebstemperatur der Datenerfassungsgeräte von größter Bedeutung für den Erfolg des Rovers. Es gibt keine Möglichkeit, den Rover nach dem Start zu warten und zu reparieren, daher müssen Wärmemanagementlösungen bei extremen Temperaturen, die auf dem Mars üblich sind, während der gesamten Lebensdauer des Rovers zuverlässig funktionieren. Scheitern ist keine Option. Die Heatpipes von Boyd sind eine ideale Lösung für Weltraumanwendungen wie diese, da sie nachweislich über Jahrzehnte hinweg ohne aktive bewegliche Teile konstant funktionieren.
Der Mars ist viel kälter als die Erde, aber es gibt weniger Atmosphäre, so dass die natürliche Konvektionsluftkühlung viel langsamer ist, wodurch die Elektronik trotz der kälteren Umgebung der Gefahr einer Überhitzung ausgesetzt ist. Diese kältere Umgebung macht herkömmliche Kupfer-Wasser-Heatpipes für die Mars-Rover ungeeignet. Um die Herausforderungen in Bezug auf Leistung und Umwelt zu lösen, nutzt Boyd unser Know-how in der Materialtechnik, um Methanol als alternative Arbeitsflüssigkeit für die passive Zweiphasenkühlung einzusetzen, die bei Rover-Temperaturen nicht gefriert.
Boyd verfügt über Erfahrung in der Herstellung von Lösungen für Marsmissionen, was uns zu einem soliden Partner bei der Entwicklung zuverlässiger Wärmemanagementlösungen macht, die den Anforderungen an eine zuverlässige Leistung auf dem Mars gerecht werden. Wir nutzten unser Verständnis der Herausforderungen bei der Gestaltung der Marsumgebung, um in Zusammenarbeit mit den Los Alamos National Labs eine neue Heatpipe-Lösung für das SuperCam-Modul zu entwickeln. Das SuperCam-Modul ermöglicht kritische Bildgebung, mineralische und chemische Analysen, ein zentraler Bestandteil der Perseverance-Rover-Mission.
Die Los Alamos National Labs wandten sich an Boyd, um dabei zu helfen, insgesamt 6 W Wärme von den ladungsgekoppelten Geräten (CCDs, optische Detektoren) innerhalb des SuperCam-Moduls wegzutransportieren und auf thermoelektrische Kühler (TECs) zu übertragen. Als Team entwickelten LANL und Boyd drei Heatpipe-Baugruppenzur Kühlung von jeweils 2 W, die aus zwei beschichteten Kupfer-Methanol-Heatpipes mit einem Durchmesser von 5 mm bestehen. Dies ermöglicht eine stabile Kühlung von ~20 °C unter der Temperatur der Rover Accessory Mounting Plate (RAMP).*
Ein Unternehmen, viele Lösungen für die Weltraumforschung
Das Wärmemanagement ist nur eine der Stärken von Boyd, wenn es um die Unterstützung von Anwendungen in der Weltraumforschung und in der Luft- und Raumfahrt geht. Von unseren schwer entflammbaren SOLIMIDE-Isolierschäumen® bis hin zum EMI/RFI-Management können Boyd dazu beitragen, Ihre Ausrüstung und Fracht in den anspruchsvollen Umgebungen des Weltraums mit dünnen atmosphärischen Bedingungen zu schützen. Andere technische Materiallösungen wie optisch klare Klebstoffe und Hochleistungsdichtungen schützen Kamera- und Sensorobjektive, dichten ab und schützen vor rauen äußeren Umgebungen.
Boyd ist bestrebt, qualitativ hochwertige, zuverlässige Lösungen für alle Branchen anzubieten, aber es ist ein Privileg, den Perseverance Rover zu unterstützen und Teil der NASA-Mission zur Erforschung des Mars zu sein. Unsere lange Tradition in der Bereitstellung hochentwickelter Wärmemanagementlösungen für die Weltraumforschung wird es dem Perseverance Rover ermöglichen, in den kommenden Jahren Bestand zu haben.
Vorbereitung auf den Start
Während die NASA die letzten Vorbereitungen für den Start trifft, entwickelt und fertigt Boyd Corporation weiterhin Lösungen für kommende Marsprojekte. Wir freuen uns auf einen erfolgreichen Start am 22. Juli (oder spätestens 11. August) und den eventuellen Einsatz des Perseverance Rovers auf dem Mars am 2021. Februar. Viel Glück NASA und vielen Dank an das Los Alamos National Laboratory für die Gelegenheit, ein Teil der Geschichte zu sein!
Arbeiten Sie an einem Projekt, das hohe Anforderungen an das Wärmemanagement stellt oder rauen Umgebungen standhalten muss? für Ihre anspruchsvollen Anwendungen!
