[发明专利]包括冷却系统的航天器

说明书

本发明的名称为包括冷却系统的航天器。描述了一种航天器(100)。航天器(100)包括一个或多个产热部件(102)和配置为去除由一个或多个产热部件(102)产生的热的闭环冷却系统(300)。闭环冷却系统(300)包括限定闭环的冷却剂通道(303)，位于冷却剂通道(303)内的冷却剂——该冷却剂包括100磅/平方英寸或更低的静压并且该冷却剂穿过冷却剂通道(303)处于单一液相，以及配置为使冷却剂移动穿过冷却剂通道(303)的一个或多个泵(334)。闭环冷却系统(300)进一步包括沿着冷却剂通道(303)布置的第一热交换部件(306)——该第一热交换部件(306)配置为将来自产热部件(102)的热传递至冷却剂，和沿着冷却剂通道(303)布置的第二热交换部件(342)——该第二热交换部件(342)配置为从冷却剂去除热。

技术领域

本公开内容涉及航天器，并且更具体地涉及包括闭环冷却系统的航天器。

背景技术

航天器包括各种产生热的部件。例如，卫星可以包括在运行期间产生热的有效负载，比如成像系统或天线阵列。为了将部件保持在期望的运行温度范围内，航天器可以包括冷却系统，其去除由产热部件产生的热。用于航天器的一些冷却系统采用被动(passive)机构来散热，比如导热管和散热器。然而，被动冷却系统对热消散设置了上限，这限制了有效负载输出，从而限制了航天器设计。例如，一些被动冷却系统可以将有效负载部件的功率限制为小于20瓦，并且将功率密度限制为小于40瓦/in²。

一些用于航天器的冷却系统采用氨作为冷却剂。然而，氨是有毒的，并且可产生与其他材料的相容性问题——例如，在水或氢氧化物的存在下，氨可以腐蚀通常用于航天器部件的铝。进一步地，在一些冷却系统中，氨被高度加压(例如，400psi)。高压可带来更高的泄漏风险，这可降低冷却性能，并从而降低部件性能，并且在一些情况下可使得泵送流体冷却系统产生灾难性故障。基于氨的冷却系统还可在80℃以上表现出明显的性能下降。这些和其他问题结合使得基于氨的冷却剂在航天器中的储存、分配和使用变得繁重、危险，并对于航天器的设计是限制性的。

因而，鉴于上述，在冷却航天器部件中存在挑战。

发明内容

为了解决上述问题，根据本公开内容的一个方面，提供了一种航天器。在这一方面，航天器包括一个或多个产热部件，以及配置为去除由该一个或多个产热部件产生的热的闭环冷却系统。闭环冷却系统包括限定闭环的冷却剂通道，位于冷却剂通道内的冷却剂——该冷却剂包括100磅/平方英寸或更低的静压并且该冷却剂穿过冷却剂通道处于单一液相，以及配置为使冷却剂移动穿过冷却剂通道的一个或多个泵。闭环冷却系统进一步包括沿着冷却剂通道布置的第一热交换部件——该第一热交换部件配置为将来自产热部件的热传递至冷却剂，以及沿着冷却剂通道布置的第二热交换部件——该第二热交换部件配置为从冷却剂去除热。

本公开内容的另一方面涉及一种航天器，该航天器包括一个或多个产热部件，以及配置为去除由一个或多个产热部件产生的热的闭环冷却系统。在这这一方面，闭环冷却系统包括限定闭环的冷却剂通道，位于冷却剂通道内的烃冷却剂——该烃冷却剂穿过冷却剂通道处于单一液相，以及配置为使烃冷却剂移动穿过冷却剂通道的一个或多个泵。闭环冷却系统进一步包括沿着冷却剂通道布置的第一热交换部件——该第一热交换部件配置为将来自有效负载的产热部件的热传递至烃冷却剂，以及沿着冷却剂通道布置的第二热交换部件——该第二热交换部件配置为从烃冷却剂去除热。