Solución de refrigeración para el montaje crítico de SuperCam del rover Perseverance Mars
Mientras la NASA se prepara para el lanzamiento del Perseverance Rover, planeado para el 22 y 2020 de julio, Boyd Corporation se enorgullece de destacar nuestra contribución a la próxima etapa de exploración de Marte, desarrollada en colaboración con el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Superar entornos hostiles al explorar otro planeta desafía incluso a los mejores equipos de ingeniería para garantizar que la electrónica pueda operar continuamente en condiciones variables y desconocidas. Prepararse para explorar la superficie marciana requería creatividad, determinación, innovación y perseverancia.
El módulo SuperCam del rover Perseverance Mars
La misión Perseverance Rover de la NASA es buscar signos de condiciones habitables anteriores o actuales en Marte y signos de vida microbiana pasada. La SuperCam utiliza técnicas de teledetección para realizar análisis minerológicos tanto del entorno como de las muestras dentro del espacio de trabajo del brazo robótico. La SuperCam es una mejora tecnológica sobre la ChemCam de Curiosity, ya que agrega dos nuevas técnicas para determinar la mineralogía, un generador de imágenes en color y un sistema acústico para determinar de forma remota las propiedades físicas de los objetivos. La SuperCam incluye una amplia gama de instrumentos de espectroscopia, algunos de los cuales utilizan enfriadores eléctricos térmicos (TEC) que utilizan el efecto Peltier para bombear calor lejos de la electrónica y mantener un control estricto de la temperatura. Los TEC deben rechazar el calor para ayudar a proteger la electrónica vital para las observaciones minerológicas.
Tubos de calor criogénicos personalizados para soportar entornos marcianos
Los tubos de calor son un componente común en muchos ensamblajes electrónicos utilizados para esparcir o transportar calor. Muchas aplicaciones utilizan tubos de calor para evitar la acumulación de calor y el daño potencial a equipos sensibles y costosos al alejar rápidamente el calor a regiones más frías. Si bien la mayoría de los tubos de calor son robustos y sencillos; Las personalizaciones y las selecciones de materiales permiten que estas soluciones sencillas resuelvan desafíos, aplicaciones y entornos operativos más complejos.
Para el Perseverance Rover, mantener una temperatura de funcionamiento segura del equipo de recopilación de datos es primordial para el éxito del rover. No hay forma de realizar mantenimiento y reparación del Rover una vez que se lanza, por lo que las soluciones de gestión térmica deben funcionar de manera confiable en temperaturas extremas comunes en Marte durante toda la vida útil del rover. El fracaso no es una opción. Los tubos de calor de Boyd son una solución ideal para aplicaciones espaciales como estas, ya que se ha demostrado que funcionan de manera consistente durante décadas de operación sin partes móviles activas.
Marte es mucho más frío que la Tierra, pero hay menos atmósfera, por lo que el enfriamiento natural del aire de convección es mucho más lento, lo que hace que la electrónica corra el riesgo de sobrecalentarse a pesar del ambiente más frío. Este ambiente más frío hace que los tubos de calor comunes de cobre y agua no sean adecuados para los Mars Rovers. Para resolver el desafío del rendimiento y el medio ambiente, Boyd utiliza nuestra experiencia en ingeniería de materiales para presentar el metanol como un fluido de trabajo alternativo para el enfriamiento pasivo de dos fases, que no se congela a temperaturas de Rover.
Boyd tiene experiencia previa en la fabricación de soluciones para misiones a Marte, lo que nos convierte en un socio sólido en el desarrollo de soluciones confiables de gestión térmica que satisfacen las demandas de un rendimiento confiable en Marte. Aprovechamos nuestra comprensión de los desafíos de diseño del entorno marciano para crear una nueva solución de tubo de calor en asociación con Los Alamos National Labs para el módulo SuperCam. El módulo SuperCam permite el análisis crítico de imágenes, minerales y químicos, una parte central de la misión Perseverance Rover.
Los Laboratorios Nacionales de Los Álamos se acercaron a Boyd para ayudar a transportar un total de 6 W de calor lejos de los dispositivos de carga acoplada (CCD, detectores ópticos) dentro del módulo SuperCam para ser transferido a enfriadores termoeléctricos (TEC). Como equipo, LANL y Boyd desarrollaron tres conjuntos de tubos de calor para enfriar 2W cada uno, construidos con dos tubos de calorde cobre-metanol chapados de 5 mm de diámetro. Esto permite un enfriamiento estable de ~ 20 ° C por debajo de la temperatura de la placa de montaje de accesorios Rover (RAMP).*
Una empresa, muchas soluciones para la exploración espacial
La gestión térmica es solo una de las fortalezas de Boyd cuando se trata de apoyar la exploración espacial y las aplicaciones aeroespaciales. Desde nuestras espumas aislantes SOLIMIDE® resistentes al fuego hasta la gestión EMI/RFI, Boyd puede ayudar a proteger su equipo y carga en los exigentes entornos del espacio con condiciones atmosféricas delgadas. Otras soluciones de materiales de ingeniería, como los adhesivos ópticamente transparentes y las juntas de alto rendimiento, protegen las lentes de la cámara y del sensor, sellando y protegiendo contra entornos externos hostiles.
Boyd se esfuerza por proporcionar soluciones confiables y de calidad a todas las industrias, pero es un privilegio apoyar al Perseverance Rover y ser parte de la misión de la NASA para explorar Marte. Nuestra larga tradición de proporcionar soluciones de gestión térmica de alta ingeniería para la exploración espacial permitirá que el Perseverance Rover perdure en los próximos años.
Preparación para el lanzamiento
Mientras la NASA está haciendo los preparativos finales para el lanzamiento, Boyd Corporation continúa desarrollando y fabricando soluciones para los próximos proyectos marcianos. Esperamos un lanzamiento exitoso el 22 de julio (o el 11 de agosto a más tardar) y el eventual despliegue del Perseverance Rover en Marte el 2021 de febrero. ¡Buena suerte NASA y gracias Laboratorio Nacional de Los Álamos por la oportunidad de ser parte de la historia!
¿Está trabajando en un proyecto que tiene requisitos exigentes de gestión térmica o debe sobrevivir a entornos hostiles? para sus aplicaciones desafiantes!
