伊顿为“毅力号”火星车的关键 SuperCam 模块开发冷却解决方案

“毅力号”火星车上的 SuperCam 模块

NASA 的“毅力号”火星车任务旨在寻找火星上过去或现在适宜生命生存的迹象，以及过去微生物生命的迹象。SuperCam 利用遥感技术，对环境以及机械臂工作范围内的样本进行矿物学分析。与“好奇号”上的 ChemCam 相比，SuperCam 在技术上有所改进，它新增了两种用于确定矿物学成分的技术：彩色成像和声学系统，可远程测定目标物的物理特性。SuperCam 包含多种光谱仪，其中部分仪器采用热电冷却器 (TEC)，该装置利用珀尔帖效应将电子元件产生的热量导出，从而实现精确的温度控制。TEC 需要散发热量，以保护对矿物学观测至关重要的电子元件。

可承受火星环境的定制低温热管

热管是许多电子组件中的常见元件，用于散热或传热。许多应用中，热管通过将热量快速导出至较冷区域，从而防止热量积聚，避免对敏感且昂贵的设备造成潜在损坏。虽然大多数热管结构坚固且原理简单，但通过定制化和材料选择，这些简单的解决方案也能够应对更复杂的挑战、应用场景和工作环境。

对于“毅力号”火星车而言，保持数据采集设备的安全工作温度对火星车的成功至关重要。火星车一旦发射，便无法进行维护或维修，因此热管理系统必须在火星上常见的极端温度条件下，在火星车整个服役周期内可靠地运行。不容失败。伊顿的热管是此类航天应用的理想解决方案，因为它们已被证明在数十年的运行中始终保持稳定，且不含任何主动运动部件。

火星比地球寒冷得多，但大气层更稀薄，因此自然对流风冷的速度要慢得多，尽管环境温度较低，电子设备仍面临过热的风险。这种寒冷的环境使得常见的铜-水热管不适用于火星车。为解决性能与环境方面的挑战，伊顿凭借工程专业知识，采用甲醇作为被动两相冷却的替代工作流体，该流体在火星车所处的温度下不会冻结。

伊顿此前曾为火星任务提供过解决方案，这使我们成为开发可靠热管理解决方案的坚实合作伙伴，这些方案能够满足在火星上稳定运行的需求。我们利用对火星环境设计挑战的深刻理解，与洛斯阿拉莫斯国家实验室合作，为 SuperCam 模块开发了一种全新的热管解决方案。SuperCam 模块能够进行关键的成像、矿物和化学分析，这是“毅力号”火星车任务的核心部分。

洛斯阿拉莫斯国家实验室委托伊顿协助将 SuperCam 模块内电荷耦合器件 (CCD，光学探测器) 产生的总计 6W 热量导出，并传输至热电冷却器 (TEC)。洛斯阿拉莫斯国家实验室与伊顿公司通力合作，开发了三套热管组件，每套可提供 2W 的散热能力，每套均由两根直径为 5mm 的镀铜甲醇热管构成。这使得该模块的温度能够稳定地保持在比 Rover Accessory Mounting Plate (RAMP) 温度低约 20°C 的水平。*

发射筹备工作

在 NASA 为发射进行最后准备的同时，伊顿也在继续为即将开展的火星项目开发和制造解决方案。我们期待 7 月 22 日（最迟 8 月 11 日）发射成功，并期待“毅力号”火星车最终于 2021 年 2 月在火星上着陆。祝 NASA 好运，并感谢洛斯阿拉莫斯国家实验室给予我们参与创造历史的机会！

您是否正在从事一个对热管理要求严苛，或必须能在恶劣环境中正常运行的项目？ 如有此类高难度应用需求，请联系我们！