หนึ่งในสิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดเกี่ยวกับการสำรวจอวกาศในปัจจุบันคือวิธีการที่จะได้รับต้นทุนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ระหว่างจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและบริการเรียกใช้ต้นทุนต่ำพื้นที่ก็เข้าถึงได้ง่ายขึ้นและมีประชากรมากขึ้น อย่างไรก็ตามนี่เป็นความท้าทายเมื่อพูดถึงวิธีการทั่วไปในการบำรุงรักษายานอวกาศและดาวเทียม
หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการบรรจุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงในช่องว่างที่เข้มงวดยิ่งขึ้นซึ่งทำให้ยากต่อการรักษาอุณหภูมิให้เหมาะสม เพื่อแก้ไขปัญหานี้วิศวกรของ NASA กำลังพัฒนาระบบใหม่ที่เรียกว่าเทคโนโลยีการระบายความร้อนแบบไมโครแคป ในช่วงสองเที่ยวบินทดสอบล่าสุดองค์การนาซ่าแสดงให้เห็นว่าวิธีนี้มีประสิทธิภาพในการกำจัดความร้อนและยังสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไร้น้ำหนัก
เที่ยวบินทดสอบเหล่านี้ได้รับทุนผ่านโครงการ Flight Opportunities ของ NASA ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคณะผู้แทนภารกิจด้านเทคโนโลยีอวกาศโดยได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมจากศูนย์นวัตกรรมของกองทุน การทดสอบดำเนินการโดยใช้จรวด Shepard ใหม่ของ Blue Origin ซึ่งส่งผ่านระบบไปยังระดับความสูง suborbital แล้วส่งกลับไปยังโลก
ตลอดเวลาการทำงานของระบบได้รับการตรวจสอบจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าโดยวิศวกรของนาซ่าแฟรงคลินโรบินสันและ Avram Bar-Cohen (วิศวกรจากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์) สิ่งที่พวกเขาพบคือระบบระบายความร้อนแบบไมโครแคปสามารถกำจัดความร้อนจำนวนมากออกจากวงจรรวมที่บรรจุแน่น
ยิ่งไปกว่านั้นระบบใช้งานได้ทั้งในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำและสูงที่ให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด ตามที่โรบินสันอธิบาย:
“ ผลของแรงโน้มถ่วงเป็นความเสี่ยงครั้งใหญ่ในเทคโนโลยีระบายความร้อนชนิดนี้ เที่ยวบินของเราพิสูจน์แล้วว่าเทคโนโลยีของเราทำงานภายใต้เงื่อนไขทั้งหมด เราคิดว่าระบบนี้เป็นกระบวนทัศน์การจัดการระบายความร้อนใหม่”
ด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่บรรจุอย่างแน่นหนาจะถูกลบออกโดยของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า (เรียกว่า HFE 7100) ที่ไหลผ่านไมโครช่องฝังภายในหรือระหว่างวงจรและผลิตไอ กระบวนการนี้ช่วยให้อัตราการถ่ายเทความร้อนสูงขึ้นซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานสูงจะมีโอกาสน้อยที่จะล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป
สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากวิธีการระบายความร้อนแบบเดิม ๆ ซึ่งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ถูกจัดวางในรูปแบบสองมิติที่ช่วยให้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่สร้างความร้อนอยู่ห่างไกลกัน ในขณะเดียวกันความร้อนที่เกิดจากวงจรไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนไปยังแผงวงจรและในที่สุดก็นำไปยังหม้อน้ำที่ติดตั้งยานอวกาศ
เทคโนโลยีนี้ใช้ประโยชน์จากวงจร 3 มิติซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่โดยวงจรมีการเรียงซ้อนกันบนอีกวงจรหนึ่งด้วยการเดินสายที่เชื่อมต่อกัน สิ่งนี้ช่วยให้ระยะทางที่สั้นลงระหว่างชิปและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเนื่องจากสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ทั้งแนวตั้งและแนวนอน นอกจากนี้ยังช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานน้อยลงในขณะที่ยังใช้พื้นที่น้อยลง
เมื่อสี่ปีที่แล้วโรบินสันและบาร์โคเฮนเริ่มตรวจสอบเทคโนโลยีนี้เพื่อจุดประสงค์ของการบินอวกาศ เมื่อรวมเข้ากับดาวเทียมและยานอวกาศแล้ววงจร 3 มิติจะสามารถรองรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงและหัวเลเซอร์ซึ่งมีขนาดลดลงและต้องการระบบที่ดีกว่าสำหรับการกำจัดความร้อนทิ้ง
ก่อนหน้านี้โรบินสันและบาร์โคเฮนได้ทำการทดสอบระบบในห้องปฏิบัติการเรียบร้อยแล้ว อย่างไรก็ตามการทดสอบการบินเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามันทำงานในอวกาศและภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุผลนี้โรบินสันและบาร์โคเฮนเชื่อว่าเทคโนโลยีอาจพร้อมสำหรับการรวมเข้ากับภารกิจจริง
