ISSでの冷却技術研究

Jul 22, 2023

メディアクレジット: 画像提供：NASA

2023 年 8 月 29 日

ワロップス飛行施設（バージニア州）、2023 年 8 月 29 日 – 微小重力が先端エレクトロニクスの過熱を防ぐ鍵を握っているとしたらどうなるでしょうか? これは、ノースロップ・グラマンの第 19 回商業補給サービスミッション (NG-19) に向けて最近開始された、国際宇宙ステーション (ISS) 国立研究所が後援する調査の背後にあるアイデアの 1 つです。 今週、ISSの乗組員はラップトップからNASAのハッブル望遠鏡に至るまで、さまざまな技術で使用される熱伝達装置の効率を向上させることを目的とした実験に取り組んでいる。

ヒートパイプは、密閉されたシステム内の蒸気相と液相の間の複雑な相互作用に依存しており、この相互作用がヒートパイプの性能に大きな影響を与える可能性があります。 レンセラー工科大学 (RPI) の研究者らは、宇宙ステーションに関するこれまでの研究を基に、ISS 国立実験室実施パートナーである Tec-Masters, Inc. の支援を受けて、微小重力を利用して、熱で使用される有機混合物の気液界面の理解を深めています。パイプの効率向上につながる可能性があります。

米国国立科学財団（NSF）の資金提供によるこの調査は、エネルギー、製造、宇宙探査などのいくつかの分野でイノベーションへの道を開く発見を明らかにする可能性がある。 ヒートパイプは電子機器の冷却に重要な役割を果たしますが、その用途はそれだけにとどまりません。 これらは衛星や火星探査車にも使用されています。

「電子機器のサイズは縮小し続け、同時により多くの電力を生成し、長期にわたる宇宙ミッションの技術には最大限の信頼性と最小限のメンテナンスが必要となるため、過熱を防ぎ最適なパフォーマンスを確保するには効率的な冷却が最も重要になります」とプロジェクトリーダーのジョエル・プラウスキー氏は述べています。 RPIの化学工学教授。 「宇宙ステーションでこの実験を行うことで、重力の影響を排除し、ヒートパイプに使用される有機混合物の気液界面をまったく新しい観点から研究することができます。」

この発見は複数の分野に影響を与え、さまざまな分野にわたる技術の進歩を促進する可能性があります。 ヒートパイプは流体を使用して熱を伝達しますが、このデバイスの重要な特徴は、流体が液体と蒸気の間で相変化を起こすことです。 2 つの相間の界面の動きとダイナミクスは、ヒート パイプや同様のシステムのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。

微小重力環境では、浮力による対流がなくなり、パイプの加熱端の温度が高くなることで表面張力が低下し、ヒート パイプのダイナミクスと熱性能に大きな影響を与えます。 これらの条件下で液体から蒸気への相変化と気液界面の形状を詳しく研究することで、プラウスキー氏はヒートパイプの機能の背後にある基礎的な物理学を調査することを目指しています。

研究チームは、ヒートパイプの故障を診断するための新しい技術をテストし、地球上の研究室で開発された新しいモデルを検証する予定です。 プラウスキー氏は、この調査が、企業がヒートパイプの設計やさまざまな作動流体をテストできる、地球低軌道上での将来のヒートパイプユーザー施設の開発の前哨戦となることを期待している。

このミッションに関する ISS 国立研究所が後援するすべての研究の詳細については、開始ページをご覧ください。

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メディア連絡先:パトリック・オニール[email protected]

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