Control térmico de naves espaciales
En el diseño de naves espaciales , la función del sistema de control térmico ( TCS ) es mantener todos los sistemas componentes de la nave espacial dentro de rangos de temperatura aceptables durante todas las fases de la misión. Debe hacer frente al entorno externo, que puede variar en un amplio rango ya que la nave espacial está expuesta al espacio profundo o al flujo solar o planetario, y expulsar al espacio el calor interno generado por la operación de la propia nave espacial.
El control térmico es fundamental para garantizar el rendimiento óptimo y el éxito de la misión, ya que si un componente se somete a temperaturas demasiado altas o demasiado bajas, podría dañarse o verse gravemente afectado su rendimiento. El control térmico también es necesario para mantener componentes específicos (como sensores ópticos, relojes atómicos, etc.) dentro de un requisito de estabilidad de temperatura específico, para garantizar que funcionen de la manera más eficiente posible.
El subsistema de control térmico puede estar compuesto tanto por elementos pasivos como activos y funciona de dos formas:
Para una nave espacial, las principales interacciones ambientales son la energía proveniente del Sol y el calor irradiado al espacio profundo. Otros parámetros también influyen en el diseño del sistema de control térmico, como la altitud, la órbita, la estabilización de actitud y la forma de la nave espacial. Los diferentes tipos de órbita, como la órbita terrestre baja y la órbita geoestacionaria, también afectan el diseño del sistema de control térmico.
Los requisitos de temperatura de los instrumentos y equipos a bordo son los principales factores en el diseño del sistema de control térmico. El objetivo del TCS es mantener todos los instrumentos funcionando dentro de su rango de temperatura permitido. Todos los instrumentos electrónicos a bordo de la nave espacial, como cámaras, dispositivos de recopilación de datos, baterías, etc., tienen un rango de temperatura de funcionamiento fijo. Mantener estos instrumentos en su rango óptimo de temperatura operativa es crucial para cada misión. Algunos ejemplos de rangos de temperatura incluyen
Los recubrimientos son las técnicas TCS más simples y menos costosas. Un revestimiento puede ser pintura o un producto químico más sofisticado aplicado a las superficies de la nave espacial para disminuir o aumentar la transferencia de calor. Las características del tipo de recubrimiento dependen de su capacidad de absorción, emisividad, transparencia y reflectividad. La principal desventaja del recubrimiento es que se degrada rápidamente debido al entorno operativo.
