आज अंतरिक्ष अन्वेषण के बारे में सबसे रोमांचक चीजों में से एक यह तरीका है जिसमें यह अधिक लागत प्रभावी है। पुन: प्रयोज्य रॉकेटों, लघु इलेक्ट्रॉनिक्स, और कम लागत वाली लॉन्च सेवाओं के बीच, अंतरिक्ष अधिक सुलभ और आबाद हो रहा है। हालांकि, यह एक चुनौती भी प्रस्तुत करता है जब अंतरिक्ष यान और उपग्रहों को बनाए रखने के लिए पारंपरिक तरीकों की बात आती है।
सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक इलेक्ट्रॉनिक्स को तंग स्थानों में पैक करना है, जिससे उन्हें परिचालन तापमान पर रखना कठिन हो जाता है। इसे संबोधित करने के लिए, नासा के इंजीनियर एक नई प्रणाली विकसित कर रहे हैं जिसे माइक्रोगैप-कूलिंग तकनीक के रूप में जाना जाता है। हाल की दो परीक्षण उड़ानों के दौरान, नासा ने प्रदर्शित किया कि यह विधि गर्मी को दूर करने में प्रभावी है और वजन रहित वातावरण में भी काम कर सकती है।
इन परीक्षण उड़ानों को नासा के उड़ान अवसर कार्यक्रम के माध्यम से वित्त पोषित किया गया था, जो कि अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी मिशन निदेशालय का एक हिस्सा है, जो एजेंसी के सेंटर इनोवेशन फंड द्वारा अतिरिक्त सहायता प्रदान करता है। ब्लू ओरिजिन के न्यू शेपर्ड रॉकेट का उपयोग करके परीक्षण किए गए थे, जिसने सिस्टम को उप-कक्षीय ऊंचाई पर ले जाया और फिर इसे पृथ्वी पर लौटा दिया।
पूरे समय, नासा के इंजीनियर फ्रैंकलिन रॉबिन्सन और अवाम बार-कोहेन (मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एक इंजीनियर) द्वारा नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर से सिस्टम की कार्यक्षमता की निगरानी की गई थी। उन्होंने पाया कि माइक्रोगैप-कूलिंग सिस्टम कसकर पैक किए गए एकीकृत सर्किट से बड़ी मात्रा में गर्मी को दूर करने में सक्षम था।
क्या अधिक है, इस प्रणाली ने लगभग समान परिणामों वाले निम्न और उच्च-गुरुत्व वातावरण दोनों में काम किया। जैसा कि रॉबिन्सन ने समझाया:
“इस प्रकार की शीतलन तकनीक में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव एक बड़ा जोखिम है। हमारी उड़ानों ने साबित कर दिया कि हमारी तकनीक सभी परिस्थितियों में काम करती है। हमें लगता है कि यह प्रणाली एक नए थर्मल-प्रबंधन प्रतिमान का प्रतिनिधित्व करती है। "
इस नई तकनीक के साथ, कसकर भरे हुए इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा उत्पन्न गर्मी को गैर-संवाहक तरल पदार्थ (एचएफई 7100 के रूप में जाना जाता है) द्वारा हटा दिया जाता है जो कि सर्किट के भीतर या सर्किट के भीतर एम्बेडेड माइक्रोचैन के माध्यम से बहता है और वाष्प पैदा करता है। यह प्रक्रिया ऊष्मा हस्तांतरण की एक उच्च दर की अनुमति देती है जो यह सुनिश्चित कर सकती है कि उच्च-चालित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अधिक गरम होने के कारण विफल होने की संभावना कम होगी।
यह पारंपरिक शीतलन दृष्टिकोण से एक बड़े प्रस्थान का प्रतिनिधित्व करता है, जहां इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को दो-आयामी लेआउट में व्यवस्थित किया जाता है जो एक-दूसरे से दूर गर्मी-पैदा करने वाले हार्डवेयर तत्वों को रखता है। इस बीच, विद्युत परिपथों से उत्पन्न ऊष्मा सर्किट बोर्ड में स्थानांतरित हो जाती है और अंततः अंतरिक्ष यान पर चढ़े रेडिएटर की ओर निर्देशित होती है।
यह तकनीक 3 डी सर्किटट्री का लाभ उठाती है, एक उभरती हुई तकनीक जहां सर्किट सचमुच परस्पर जुड़े तारों के साथ एक के ऊपर एक खड़े होते हैं। यह चिप्स और बेहतर प्रदर्शन के बीच कम दूरी की अनुमति देता है क्योंकि डेटा को लंबवत और क्षैतिज रूप से स्थानांतरित किया जा सकता है। यह उन इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए भी अनुमति देता है जो कम जगह लेते हुए कम ऊर्जा का उपभोग करते हैं।
मोटे तौर पर चार साल पहले, रॉबिन्सन और बार-कोहेन ने स्पेसफ्लाइट के उद्देश्यों के लिए इस तकनीक की जांच शुरू की थी। उपग्रहों और अंतरिक्ष यान में एकीकृत, 3 डी सर्किट बिजली-घने इलेक्ट्रॉनिक्स और लेजर प्रमुखों को समायोजित करने में सक्षम होंगे, जो आकार में भी कम हो रहे हैं और अपशिष्ट गर्मी को हटाने के लिए बेहतर प्रणालियों की आवश्यकता है।
इससे पहले, रॉबिन्सन और बार-कोहेन ने प्रयोगशाला वातावरण में सिस्टम का सफलतापूर्वक परीक्षण किया था। हालांकि, इन उड़ान परीक्षणों ने प्रदर्शित किया कि यह अंतरिक्ष में और अलग-अलग गुरुत्वाकर्षण वातावरण में काम करता है। इस कारण से, रॉबिन्सन और बार-कोहेन का मानना है कि प्रौद्योगिकी वास्तविक मिशनों में एकीकरण के लिए तैयार हो सकती है।
