Исследователи говорят, что они разработали покрытие, которое может защитить космические корабли и спутники от солнечного излучения, а также позволяет собирать тепловую энергию солнечного света.
Исследовательская группа, работающая с Airbus в Институте передовых технологий Университета Суррея, утверждает, что ее нанопокрытие, называемое многофункциональной нанобарьерной структурой (MFNS), может быть нанесено на поверхности оборудования, включая антенны, и было показано, что оно эффективно. способен снизить рабочую температуру таких поверхностей со 120°C до 60°C (от 248°F до 140°F).
В своем исследовании опубликовано онлайнКоманда объясняет, что термоконтроль необходим для большинства космического оборудования, поскольку нагрев от солнечного света может вызвать большие перепады температур между спутниками, что может привести к механическим напряжениям и возможному смещению научных инструментов, таких как оптические компоненты. Как это ни парадоксально, космическим системам также требуются тепловые трубы для обеспечения минимального нагрева, чтобы полезная нагрузка могла выдерживать самые холодные космические условия.
Чтобы решить эту проблему, системы теплового контроля часто включают в себя комбинацию как активных, так и пассивных методов, но они могут поглощать бюджет веса и мощности самой полезной нагрузки миссии.
«Хотя решения, уже представленные на рынке, обеспечивают защиту, они громоздки и могут быть ограничивающими, когда речь идет о тепловом контроле», — сказал профессор Рави Сильва, директор Института передовых технологий Университета Суррея и один из авторов исследования.
Решение, разработанное командой, представляет собой многослойный защитный нанобарьер, который, по их словам, состоит из буферного слоя из поли(п-ксилилена) и слоя алмазоподобной углеродной сверхрешетки, что придает ему сверхустойчивую к механическим и экологическим воздействиям платформу.
MFNS наносится на поверхности с помощью специальной системы химического осаждения из газовой фазы с плазменным усилением (PECVD), которая работает при комнатной температуре и поэтому может наноситься на термочувствительные подложки.
Комбинированный слой представляет собой диэлектрик и, следовательно, электромагнитно прозрачен в широком диапазоне радиочастот, говорится в исследовании, что позволяет использовать его для покрытия конструкций антенн без добавления «значительных помех» к сигналу.
По словам команды, MFNS можно модулировать, чтобы обеспечить регулируемое поглощение солнечной энергии в диапазоне от ультрафиолетовой до видимой части спектра, в то же время демонстрируя высокую и стабильную излучательную способность в инфракрасном диапазоне. Это достигается за счет управления оптическим зазором отдельных слоев.
Это распространяется на самореконфигурацию на орбите, если верить отчету, посредством уравновешивания воздействия УФ-излучения и атомарного кислорода (AO) на покрытие MFNS. АО создается из молекулярного кислорода в верхних слоях атмосферы под действием УФ-излучения, образуя АО-радикалы, обычно встречающиеся на низкой околоземной орбите, говорится в исследовании.
Что касается сбора тепловой энергии, то этого можно достичь за счет создания сильно поглощающих структур с эффективностью фототермического преобразования до 96,66%. Этому способствует осаждение слоя сверхрешетки DLC, легированного азотом, в покрытии, что приводит к усилению оптического поглощения в широком спектральном диапазоне.
Эти улучшенные свойства, наряду с передовыми методами производства, демонстрируют, что MFNS может быть кандидатом для многих тепловых приложений, таких как фотодетекторы, излучатели, интеллектуальные излучатели и сбор энергии, используемые в спутниковых системах и за их пределами, говорится в исследовании.
Профессор Сильва воздал должное Университету Суррея за помощь, полученную от Airbus Defense and Space в разработке нового покрытия. ®
