Система терморегуляции космического аппарата

Система терморегуляции космического аппарата (система обеспечения температурного режима) — служебная система космического аппарата обеспечивает поддержание баланса между получаемой тепловой энергией и её отдачей, перераспределением тепловой энергией между конструкциями аппарата и таким образом обеспечением заданной температуры.

Требования к обеспечению температурного режима

Многие узлы требовательны к температурному режиму, не терпят перегрева или переохлаждения. Для различных отсеков аппарата приняты различные нормы относительно температурного режима:

• для обитаемых отсеков пилотируемых космических аппаратов температура должна поддерживаться в диапазоне 18±5 °C;

Теплообмен со внешней средой

Космический аппарат непрерывно получает тепло от следующих источников:

• внутренние источники: приборы, агрегаты самого аппарата;
• прямое солнечное излучение;
• отражённое от планеты солнечное излучение;
• собственное излучение планеты;
• энергия получаемая от столкновения с молекулами газа верхних слоёв атмосферы планеты.

Одной из особенностей космической среды является то, что единственным способом сброса тепла получаемого аппаратом является излучение, т.к. КА находится в безвоздушном пространстве.

Характерной особенностью источников является то, что количество передаваемого ими аппарату тепла не постоянно. Так при заходе аппарата в тень планеты исчезает прямое солнечное излучение; количество тепла излучаемого бортовым радиокомплексом зависит от того ведёт ли вещание передатчик; трение об атмосферу зависит от высоты орбиты и т. д.

Пассивные системы терморегулирования

В эту группу входят системы на основе:

• тепловой термоизоляции;
• терморегулирующих покрытий;
• оптимизации взаимного расположения элементов аппарата и источников тепла.

Пассивные системы относительно просты, однако не обеспечивают высокой точности поддержания заданной температуры, потому они нашли применение на объектах, температурный режим которых может изменяться в широких пределах.

Активные системы терморегулирования

Так как пассивные системы во многих случаях дают слишком широкий диапазон изменения температуры объектов, то их дополняют активными системами, которые осуществляют принудительный теплообмен агрегатов космического аппарата с окружающей средой. Для этого они могут использовать следующие приёмы:

• изменение ориентации космического аппарата;
• изменение внутреннего теплового сопротивления;
• изменение термического сопротивления между выносными поверхностями, играющими роль радиаторов и отсеком, где требуется поддерживать постоянную температуру;
• регулирование излучательной способности поверхности космического аппарата с помощью жалюзи;
• используя электрические или радиоизотопные подогреватели;
• с помощью движения теплоносителя между внешними и внутренними радиаторами.

Литература

• Гущин В. Н. Системы терморегулирования // Основы устройства космических аппаратов: Учебник для вузов. — М.: Машиностроение, 2003. — С. 197—216. — 272 с. — 1000 экз. — ISBN 5-217-01301-X.
• Финченко В.С., Котляров Е.Ю., Иванков А.А. Системы обеспечения тепловых режимов автоматических межпланетных станций // под ред. д.т.н., проф. В.В. Ефанова, д.т.н. В.С. Финченко – Химки. Издатель АО «НПО Лавочкина», 2018. – 400 с. : ил.