Hej Thomas.
En lille ekstra kommentar til Svens gode forklaring med "en historie fra
det virkelige liv"
.
Problemet er helt rigtigt ikke den varme som satelittens elektronik
leverer. Jeg sidder i øjeblikket og arbejder med Aalborg Universitets
studentersatellit AAU Cubesat. Vi er i øjeblikket i gang med at beregne
en termomodel for satelitten. Som Sven sagde så påvirkes satelittens
temperatur temmeligt voldsomt afhængig af om vi er i sol eller i skygge.
Ved at modellere hele satelitten på en computer kan vi simulerer hvordan
temperaturerne vil ændre sig i satelitten mens den er i rummet. Det har
ikke bare stor betydning for hvordan den mekaniske struktur stresses men
også for hvordan vores elektronik har det.
Det er dog ikke helt rigtigt at temperaturen nødvendigvis skal
stabiliseres aktivt. Cubesat princippet som AAU følger bygger delvist på
at man begrænser satelitten til en 10 x 10 x 10cm kube på kun 1 kilo.
P.g.a. det meget lille overfladeareal af satelitten kan vi kun opnå en
effekt fra solcellerne på omkring de 2W. Det er hvad en standard video
benytter når den er i stand-by mode. Der er altså ikke plads eller
energi til hverken aktiv eller passiv (her tænker jeg på sort/hvide
flader på satelittens ydre) temperatur-stabilisering i traditionel
forstand. Ud fra tidligere japanske termomodeller af deres cubesats har
vi set at temperaturen i satellitten varierer betydeligt mindre internt
end på ydersiden. Dette giver også intuitivt mening da en del af
strålingsvarmen fra de forskellige komponenter vil blive overført mellem
hinnanden.
Ved at placere komponenter der har et lille temperaturområde i midten af
satelitten sammen med de komponenter der afgiver meget varme håber vi at
elektronikken kan holde en temperatur der ikke varierer alt for kraftigt
og som ligger omkring de 0 grader.
Dette vil netop blive simuleret gennem vores termomodel og det kan
dernæst bedømme om det er nødvendigt at gøre yderligere. Bl.a. er
satelitten udstyret med temperaturfølere på alle de vitale dele.
Temperaturen kan derfor hvis nødvendigt påvirkes på en meget primitiv
måde. Hvis temperaturen bliver faretruende høj må systemet simpelthen
slukkes. Lager-temperaturområdet for elektronik er nemlig oftest langt
højere end arbejds-temperaturområdet. Hvis elektronikken bliver for kold
kan der ligeledes slukkes eller der kan vælges at brænde effekt af i
forskellige systemer for derved at forsøge at holde varmen internt i
satelitten.
Et eksempel:
Med Cubesat filosofien for øjet valgte vi vores microprocessor. MCU'en
er en lille Infenion C167 processor der overhovedet ikke er beregnet til
rumfart. Det vil sige at den er relativt følsom over for stråling og
har et meget begrænset temperaturområde den kan fungere i. De primære
grund til valget af denne er selvfølgelig anvendelighed men også penge
og effektforbrug. En strålings hærdet MCU koster flere tusinde kroneren
og forbruger en masse effekt. Selv om den MCU vi benytter har et
relativt lavt effektforbrug er den stadig væk en af satellittens største
strømsluger sammen med vores RAM kredse. Den brugte effekt udstråles fra
MCUen i form af varmestråling. Da den altså både afgav varme og havde et
lavt temperatur område hvori den fungerede placerede vi den derfor i
midten. Lige overfor MCUen placerede vi så vores kamera-chip. Kamera
chippen, den nok mest temperaturfølsome komponent i satelitten, har et
arbejdsområde på 0oC - 40 oC (!). For at opnå denne temperatur bliver
strålingen fra MCU altså benyttet. Dvs at strålingen fra MCU'en opvarmer
kamera-chippen.
Summa sumarum - AAU Cubesat benytter ikke nogen opvarmning/køling i
traditionel forstand som f.eks. den omtalte radiator (som ikke er SÅ nem
igen at bygge
) - men istedet en design metode der tillader at holde
varmen internt med den normale effektafgivelse fra de forskeligge
komponenter.
Hvis nogle har nogle spørgsmål eller kommentarer til projektet er i mere
end velkommen til at besøge
http://www.cubesat.auc.dk
og stille dem der. Der er links til alle dem der arbejder med projektet.
Håber det gav et perspektiv til emnet.
God sommer
Mvh
Thomas Bruun Clausen
--
**********************************
Stud. Polyt. Thomas Bruun Clausen
ADAROS &
AAU CubeSat Project,
Aalborg University,
Denmark
Cubesat Hotline: +45 96 35 86 34
**********************************
merlin wrote:
>Hej,
>De fleste af de mikroprocessorer vi bruger i dag i små chips udvikler en
>masse varme.
>I vores PCere fx. sætter vi bløsekølere osv. på dem for at køle dem ned.
>Køleribber er også brugt en del.
>Det jeg undrer mig over er hvordan man køler elektronikken ned ude i
>rummet??
>Jeg mener, her på Jorden i vores tykke atmosfære bruger vi jo luften omkring
>til at køle ned med.
>Altså chippene hernede afgiver varmen til luft eller lign.
>Hvordan gør man i rummet?
>Bruger man væsker eller lign. må de vel osse skulle køles ned på en eller
>anden måde?
>
>En anden ting jeg ikke helt forstår er, at man tit snakker om at i rummet er
>der koldt.
>Men kan man overhovedet tale om en temperatur på samme måde som her på
>Jorden? Der er jo næsten ingen luft...
>
>Mvh
>Thomas
>
>