ARTE (Тепловой обмен) - ARTE (Thermal Exchange)

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: Теплообменник "АРТЕ"  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Январь 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Похоже, что один из основных авторов этой статьи тесная связь со своим предметом. Может потребоваться очистка для соответствия политике содержания Википедии, в частности нейтральная точка зрения. Пожалуйста, обсудите подробнее страница обсуждения. (Май 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Расширенные исследования пассивного теплообмена (ARTE) это проект, предназначенный для создания «Теплового обмена», эксперимента для Международная космическая станция (МКС).^[1] Это тепловая труба демонстратор технологий, в которых тепловые трубки содержат жидкость с низкой токсичностью. Тепловой обмен был разработан Argotec в сотрудничестве с Итальянское космическое агентство (КАК И Я). Политехнический университет Турина участвовал в проекте по разработке прототипа электроники и программного обеспечения. 4 апреля 2016 года эксперимент проводился штатно на Международной космической станции американским астронавтом. Тимоти Копра.^[2][3][4]

История

В 2012 Argotec начал исследования в области пассивной теплопередачи для внутренней разработки устройства, называемого тепловой трубкой. Эта технология известна в научной области, но на данный момент в Европе очень мало производителей, а Италия ограничена закупкой иностранных продуктов. Argotec разработала числовую модель, чтобы разработать устройство, которое может максимизировать производительность благодаря оптимальное сочетание внешней геометрии (диаметр и длина трубы) и внутренней геометрии (канавки).

На борту Международной космической станции передача тепла в основном осуществляется активными системами. Что касается отвода тепла, то были установлены внутренние контуры, которые собирают тепло, выделяемое экипажем и оборудованием. Они переносят тепло во внешние контуры, которые затем передают тепло на поверхность (радиаторы), от которых оно излучается в глубокий космос. Активные системы могут работать в широком диапазоне рабочих мощностей, поскольку параметры приложения могут быть изменены во время операций с помощью контроллера. С другой стороны, они имеют сложность, которая в космосе часто отражается в большем задействовании ресурсов (масса и время космонавта) и в большей вероятности сбоя.

Затем цель состоит в том, чтобы разработать конкурентоспособную систему с точки зрения производительности, которая также была бы как можно более простой. Таким образом, проект ARTE был рожден для реализации новой полезной нагрузки: теплообмена. Цель - испытать тепловые трубки на борту МКС. Выбранные жидкости являются жидкостями с низкой токсичностью: это причина, по которой эти жидкости могут использоваться внутри внутренней космической станции, в которой работают астронавты. На данный момент на МКС используются тепловые трубки, но они устанавливаются снаружи, поскольку содержат аммиак. Если бы эта жидкость использовалась для внутренних устройств, в случае утечки она создала бы катастрофическую опасность для космонавтов. Кроме того, утечка может вызвать безвозвратную потерю одного или нескольких модулей МКС.

23 марта 2016 г. теплообменник прибыл на борт Международной космической станции, доставленный Cygnus (космический корабль) CRS OA – 6, Орбитальный аппарат / АТК. Эксперимент проводил американский астронавт. Тимоти Копра 4 апреля 2016 г.^[5][6] Такой же как ISSpresso, команда Argotec поддерживала операции из своего Центра управления полетами. Тепловой обмен снова был использован итальянским астронавтом. Паоло Несполи во время своей миссии VITA, стартовавшей 28 июля 2017 года. 14 сентября 2016 года в 11.30 по итальянскому времени итальянский астронавт успешно провел этот эксперимент на борту Международной космической станции.

Цели

В ходе обширных исследований, длившихся 4 года, компания Argotec разработала внутреннюю численную модель, способную определить наилучшую геометрию внутренних канавок тепловых трубок при условии температурного рабочего диапазона. Модель была подтверждена как в ходе кампании анализа и испытаний на Земле, так и в ходе эксперимента, проведенного на борту станции. Благодаря испытаниям, проведенным на борту Международной космической станции, патентованные тепловые трубы были допущены к использованию в космосе.

Долгосрочной целью является разработка системы тепловых трубок, содержащих жидкости с низкой токсичностью, более эффективной, чем активная система, которая в настоящее время используется на МКС.

Не только космос получает выгоду от исследований тепловых труб: благодаря ARTE было получено два патента на технологии, используемые на Земле, и они начали новые проекты теплообмена, один из них называется «ТЕПЛО».

Дизайн и квалификация

После выбора оптимальной геометрии тепловых труб и наиболее подходящих жидкостей для конкретных условий на станции инженеры работали над конструкцией полезной нагрузки, способной самостоятельно проводить эксперимент на борту МКС. с точки зрения мощности на Международной космической станции был очень важен выбор жидкостей. Фактически, полезная нагрузка была установлена ​​внутри Перчаточный ящик Microgravite Science (MSG), перчаточный ящик, содержащий охлаждающую пластину, используемую для сбора тепла, переносимого тепловыми трубками во время эксперимента.

Как и в случае с любым другим проектом для МКС, конструкция теплового обмена соответствовала требованиям, определенным программой НАСА МКС. Инженеры провели проверки совместно с Группой по оценке безопасности полезной нагрузки МКС, чтобы продемонстрировать, что полезная нагрузка соответствует требованиям безопасности в отношении космонавтов и систем МКС. Была проведена последовательность испытаний для демонстрации совместимости с MSG в Центр космических полетов Маршалла (MSFC) в Хантсвилле, штат Алабама. Данные, собранные во время тестов, выполненных в макете MSG, представляют собой часть сбора базовых данных (BDC), созданного командой для определения характеристик тепловой трубы.

Анализ данных, полученных на борту самолета, расширяет знания о поведении тепловых трубок, и в результате были опубликованы статьи для научных публикаций. Некоторые публикации уже представлены в Международный астронавтический конгресс (IAC) (2014 и 2015) и AIDAA (2015).

Рекомендации