Bài tập lớn môn thông tin vệ tinh Các phương pháp điều khiển nhiệt độ

Báo cáo bài tập lớn môn thông tin vệ
tinh.
Mục lục
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 1
1. Tại sao phải điều khiển nhiệt độ trên vệ tinh.
Vệ tinh chứa bên trong nó rất nhiều thiết bị và linh kiện điện tử. Mỗi linh kiện điện tử đều có dải
nhiệt độ an toàn để chúng vận hành. Do đặc thù chuyển động rất nhanh trên quỹ đạo và đặc tính
tỏa nhiệt khi các thiết bị điện tử hoạt động, sự biến thiên nhiệt độ rất nhanh và rất lớn, có thể làm
nhiệt độ của thiết bị vượt ra ngoài dải giá trị cho phép. Do vậy, để đảm bảo tuổi thọ của vệ tinh,
cần có các biện pháp ổn định và giữ cho nhiệt độ của vệ tinh trong khoảng an toàn.
2. Các nguồn nhiệt ảnh hưởng tới nhiệt độ của vệ tinh.
Các vệ tinh khi chuyển động trên cao, xung quanh Trái Đất chịu ảnh hưởng chủ yếu của bức xạ
mặt trời trực tiếp, bức xạ mặt trời gián tiếp (do phản xa từ Trái Đất), bức xạ hồng ngoại của Trái
Đất. Những vệ tinh quỹ đạo tầm thấp (LEO) cũng chịu ảnh hưởng mạnh do quá trình ma sát với
bầu khí quyển trong khi chuyển động. Ngoài ra, bên trong vệ tinh, khi các thiết bị điện tử hoạt
động tỏa ra một lượng nhiệt đáng kể. Phần này sẽ đề cập tới các nguồn nhiệt ảnh hưởng tới vệ
tinh.
Hình 2.1. các nguồn nhiệt ảnh hưởng tới vệ tinh
2.1. Bức xạ trực tiếp từ mặt trời (direct sunlight).
Mặt trời là nguồn bức xạ ổn định, cường độ phát bức xạ từ mặt trời biến động thường nhỏ
hơn 1% với chu kì khoảng 11 năm (bằng chu kì hoạt động của mặt trời). Tuy nhiên, do quỹ
đạo Trái Đất hình elipse nên khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt trời sẽ thay đổi trong năm, phụ
thuộc vào vị trí của trái đất trên quỹ đạo chuyển động xung quanh mặt trời. Điều này dẫn đến
cường độ bức xạ mặt trời tại Trái Đât biến độ khoảng 3.5% (từ 1322 W/m
2
đến 1414 W/m
2
).
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 2
Cường độ bức xạ của mặt trời phụ thuộc vào bước sóng trong phổ ánh sáng mặt trời. Hình
2.2 thể hiện phân bố cường độ bức xạ theo bước sóng ánh sáng mặt trời. Theo đó, khoảng 7%

năng lượng tập trung trong vùng có bước sóng tử ngoại. 46% năng lượng tập trung trong
vùng ánh sáng nhìn thấy và 47% năng lượng ánh sánh tập trung trong vùng hồng ngoại.
Hình 22: Phân bó năng lượng bức xạ mặt trời theo bước sóng
2.2. Bức xạ mặt trời phản chiếu từ trái đất (albedo).
Ánh sáng mặt trời phản xạ từ Trái đất gọi là albedo. Loại nguồn bức xạ kiểu này biến động
rất lớn. Thường thi ánh sáng phản xạ từ Trái Đất mà vệ tinh nhận được khi di chuyển qua
vùng lục địa sẽ lớn hơn khi di chuyển qua vùng đại dương. Ngoài ra, cường độ bức xạ ánh
sáng phản xạ từ mặt đất sẽ tăng khi góc nhìn mặt trời giảm và lượng mây tăng.
2.3. Bức xạ hồng ngoại từ trái đất.
Các tia sáng mặt trời không bị phản xạ ngược lại vào không gian sẽ bị trái đất hấp thụ và phát
xạ ngược trở lại dưới dạng bức xạ hồng ngoại. cường độ bức xạ hồng ngoại này tương đối ổn
định. Sự biến động của cường độ bức xạ hồng ngoại có thể do nhiệt độ cục bộ trên bề mặt
trái đất, độ che phủ mây. Những nơi cường độ bức xạ hồng ngoại mạnh đó là vùng sa mạc
hoặc vùng nhiệt đới. như vậy, nhìn chung, cường độ bức xạ hồng ngoại tăng khi vĩ độ giảm.
ngoài ra độ che phủ của mây càng nhiều thì càng làm giảm cường độ bức xạ hồng ngoại.
Hình 2.3 dưới đây biểu diễn dữ liệu cường độ bức xạ albedo và cường độ bức xạ hồng ngoại
trong trường hợp cold case. Đây là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học tại trung tâm
nghiên cứu vũ trụ Mỹ (NASA). Các số liệu được thu thập nhờ cảm biến nhạy albedo và nhạy
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 3
IR của tram không gian quốc tế ISS từ năm 1990. Nhìn vào đây có thể thấy, cường độ bức xạ
albedo tăng dần còn cường độ bức xạ hồng ngoại giảm dần khi vĩ độ tăng.
Hình 23: Bảng thống kê cường độ bức xạ albedo và IR
2.4. Hiệu ứng nóng lên do ma sát với khí quyển.
Hiệu ứng nóng lên do ma sát với khí quyển rất đáng kể đối với vệ tinh quỹ đạo tầm thấp.
nhiệt lượng do ma sát khí quyền càng lớn khi mật độ không khí càng cao và tốc độ chuyển
động của vệ tinh càng lớn: Q = 0.5αρV
3
, trong đó ρ là mật độ không khí, V là tốc độ của vệ
tinh và α là hệ số phụ thuộc vị trí (nằm trong khoảng từ 0.6 đến 0.8).
2.5. Tỏa nhiệt do hoạt động của các thiết bị bên trong vệ tinh.

Trong quá trình hoạt động, các thiết bị điện tử tỏa nhiệt. đây là năng lượng dư thừa, nếu
không có phương pháp xử lý tản nhiệt, điều hòa nhiệt độ trong vệ tinh sẽ làm cho các thiết bị
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 4
dễ quá nhiệt và hỏng hoặc nhiệt độ giữa các bộ phận trong vệ tinh không đồng đều, dẫn đến
hư hỏng do biến thiên môi trường lớn.
3. Các phương pháp điều khiển nhiệt độ.
3.1. Phân loại các phương pháp điều khiển nhiệt độ.
Việc kiểm soát nhiệt độ có thể phân làm 2 nhóm chính:
Điều khiển nhiệt độ thụ động.
Điều khiển nhiệt độ tích cực.
3.2. Phương pháp điều khiển nhiệt độ thụ động.
3.2.1. Lớp phủ kiểm soát nhiệt (Thermal Surface Finishes).
Lớp phủ kiểm soát nhiệt phụ thuộc bước sóng được dùng trong việc thiết kế điều
khiển nhiệt độ trên vệ tinh. Để tối thiểu hóa sự hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời,
các bộ phản xạ ánh sáng mặt trời (ví dụ như bộ gương bề mặt thứ cấp), lớp phủ sơn
trắng, lớp phủ bạc – Teflon hoặc nhôm – Teflon được sử dụng. Để tối thiểu hóa sự
hấp thụ năng lượng mặt trời và sự phát xạ hồng ngoại, kim loại mạ bóng được sử
dụng như nhôm mạ vàng.
Hai tính chất quan trọng nhất của bất kì một loại bề mặt nào đó là phát xạ hồng ngoại
và hấp thụ ánh sáng mặt trời. Hình 3.1 biêu diễn tính chất của các loại vật liệu khác
nhau.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 5
Hình 3: Tính chất hấp thụ và phát xạ của bề mặt
Các bề mặt kiểm soát nhiệt được phân làm 4 loại cơ bản (hình 3.2): phản xạ ánh sáng
mặt trời (solar reflector), hấp thụ ánh sáng mặt trời (solar absorber), phản xạ phẳng
(flat reflector) và hấp thụ phẳng (flat absorber). Các bề mặt thuộc loại phản xạ ánh
sáng mặt trời thì phản xạ tốt ánh sáng mặt trời trong khi hấp thụ hoặc phát xạ tốt bức
xạ hồng ngoại. Các bề mặt thuộc loại hấp thụ ánh sáng mặt trời trong khi vẫn có thể
phát xạ một lượng nhỏ năng lượng bức xạ hồng ngoại. Các bề mặt thuộc loại phản xạ
phẳng thì phản xạ cả bức xạ mặt trời và bức xạ hồng ngoại, trong khi các bề mặt

thuộc loại hấp thụ phẳng thì ngược lại.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 6
Hình 3: Bốn loại bề mặt kiểm soát nhiệt độ
Hình 3.3 dưới đây liệt kê một số tính chất quang học của các bề mặt kiểm soát nhiệt
độ.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 7
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 8
Hình 3 : Tính chất quang học của một số bề mặt kiểm soát nhiệt độ
Lớp phủ bên ngoài của vệ tinh bao gồm lớp vỏ cách nhiệt, áo bức xạ nhiệt và sơn.
Lớp vỏ cách nhiệt ngoài cùng được làm bằng nhôm Kapton, black Kapton hoặc beta
Kapton. Nhôm Kapton là vật liệu nhôm được mạ vàng dày từ 1 đến 3mils, cho phép
hấp thụ bức xạ mặt trời ở mức độ vừa phải, phát xạ bức xạ hồng ngoại ở mức độ cao.
Black Kapton là một vật liệu có chứa cacbon, cho phép hấp thụ bức xạ mặt trời rất
cao. Beta Kapton là vật liệu thủy tinh được phủ Teflon, cho phép hấp thụ bức xạ mặt
trời ở mức độ thấp và phát xạ bức xạ hồng ngoại ở mức độ cao.
Áo bức xạ nhiệt điển hình là gương bề mặt thứ cấp (second – surface mirror) được
mô tả như hình 3.4. Cấu trúc của gương bề mặt thứ cấp bao gồm vật liệu phủ trong
suốt (ví dụ như thủy tinh thạch anh hoặc Teflon) để đạt được khả năng phát xạ hồng
ngoại cao, đồng thời sử dụng lớp vỏ kim loại (như bạc hoặc nhôm) để giảm khả năng
hâp thụ bức xạ mặt trời.
Thường thì bề mặt phía bên trong của vệ tinh được sơn màu đen để thu được hệ số
phát xạ cao, trong khi bề mặt phía bên ngoài của vệ tinh được sơn màu trắng để giảm
nhỏ hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời.
Hình 3- : Cấu trúc bề mặt gương thứ cấp
3.2.2. Lớp cách ly (Isulation).
Cách ly đa tầng (multilayer insulation – MLI) và rào chắn bức xạ đơn tầng (single-
layer radiation barrier) là những phần tử kiểm soát nhiệt độ rất phổ biến trên vệ tinh.
MLI ngăn cản mất nhiệt từ các phần tử và sự quá nhiệt do tác động từ môi trường bên
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 9
ngoài. Rào chắn bức xạ đơn tầng thỉnh thoảng dùng ở những chỗ ít đòi hỏi về cách ly

nhiệt trong MLI .
MLI gồm nhiều lớp mỏng có độ bức xạ thấp, được mô tả như trong hình 3.5.
Hình 3: Cấu trúc bộ cách ly đa tâng
Nhiệt truyền qua MLI là tổ hợp của các yếu tố bức xạ, truyền nhiệt qua chất rắn,
truyền nhiệt qua chất khí. Các dạng truyền nhiệt này có thể được tối thiểu hóa bằng
nhiều cách. Để giảm khả năng truyền nhiệt bằng bức xạ, ta có thể sử dụng phương
pháp phủ bề mặt bằng kim loại xung quanh vật thể muốn cách ly nhiệt. Để giảm khả
năng truyền nhiệt qua chất rắn, ta có thể giảm thiểu tối đa sự tiếp xúc giữa các lớp
trong MLI. Việc truyền nhiệt qua chất khí cũng được tối thiểu hóa bằng cách sử dụng
phương pháp cách ly chân không.
3.2.3. Bộ bức xạ (Radiators).
Nhiệt dư thừa trong vệ tinh được loại bỏ vào trong không gian thông qua các bề mặt
của bộ bức xạ. Các bộ bức xạ có thể ở nhiều loại khác nhau, ví dụ như bộ phát xạ
Passive Structure Radiator (PSR), bộ phát xạ Structural Panel, bộ phát xạ Body-
Mounted, …. Nhưng dù là loại nào, thì nguyên lý đưa nhiệt vào không gian cũng là
sử dụng phát xạ bức xạ hồng ngoại từ bề mặt bức xạ. Công suất bức xạ này phụ thuộc
vào hệ số phát xạ bề mặt và nhiệt độ của nó: Q = AεσT
4
. Trong đó, A là diện tích bề
mặt của bộ bức xạ, ε là hệ số phát xạ hồng ngoại, σ là hằng số Stefan – Boltzmann
(5,669.10
-8
W/m
2
.K
4
), T là nhiệt độ tuyệt đối của bề mặt bộ bức xạ. Thường thi các bộ
bức xạ trên vệ tinh loại bỏ khoảng từ 100W đến 350W nhiệt lượng trên một met
vuông ra bên ngoài. Hầu hết các bộ bức xạ đều có hệ số phát xạ hồng ngoại bề mặt
cao (ε > 0.8) để nâng cao khả năng loại bỏ nhiệt và hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời thấp

Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 10
(α < 0.2) để giảm nhẹ việc thu nhiệt từ môi trường. Ta cũng có thể thấy, công suất
phát xạ của bộ bức xạ phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ (hình 3.6).
Hình 3 : Sự phụ thuộc của nhiệt lượng bức xạ vào nhiệt độ
Dưới đây sẽ trình bày một số loại bộ bức xạ.
Bộ bức xạ Passive Structure Radiators
Đây là loại bộ bức xạ phổ biến và đơn giản nhất (hình 3.7). Nó thường được chế tạo
từ nhôm, được dùng để làm vỏ của vệ tinh hoặc vỏ của các hệ thống con trên vệ tinh.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 11
Xét trường hợp bộ bức xạ loại này làm vỏ của vệ tinh. Nó sẽ nhận bức xạ từ mặt trời,
từ trái đất phản chiếu ánh sáng mặt trời và từ các thiết bi điện tử bên trong. Khi đạt
đến trạng thái cân bằng nhiệt, tổng lượng bức xạ bề mặt hấp thụ từ bên ngoài (do bức
xạ mặt trời trực tiếp và bức xạ mặt trời gián tiếp) cộng với lượng bức xạ bề mặt hấp
thụ từ bên trong (do tỏa nhiệt trên các thiết bị điện tử) bằng lượng bức xạ hồng ngoại
mà bề mặt phát ra.
Bộ bức xạ Structural Panels kết hợp ống dẫn nhiệt
Nếu sử dụng tấm tản nhiệt cho các thiết bị điện tử công suất lớn, thì chưa chắc đủ sức
tản nhiệt ra bên ngoài, giữ cho thiết bị trong dải nhiệt độ cho phép. Có thể giải quyết
vấn đề này bằng cách tăng diện tích tản nhiệt lên nhưng nó sẽ làm tăng trọng lượng
của toàn bộ hệ thống. Để vượt qua vấn đề này, các ống dẫn nhiệt (heat pipe) sẽ được
sử dụng. Hình 3.9 sẽ cho thấy ưu điểm khi dùng ống dẫn nhiệt so với dùng tản nhiệt.
Một ứng dung của loại bộ bức xạ này là tấm bức xạ của bộ khuếch đại TWT trên vệ
tinh viễn thông (hình 3.8).
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 12
Hình 3: Trạng thái cân bằng của bộ bức xạ
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 13
Hình 3: Cấu trúc của bộ bức xạ
Hình 3: Ưu điểm của việc sử dụng ống dẫn nhiệt so với tấm tản nhiệt
3.2.4. Vật liệu chuyển pha (Phase – Change Material – PCM).
Dạng điều khiển nhiệt độ bằng vật liệu chuyển pha đơn giản nhất được mô tả ở hình

3.10. Mặc dù ở dạng này chỉ sử dụng được trong một thời gian ngắn nhưng nó đã cho
ta thấy được nguyên lý tản nhiệt. Khi các thiết bị điện tử hoạt động, nhiệt của nó sẽ
được vật liệu chuyển pha hấp thụ để chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng, giữ
cho nhiệt độ của thiết bị không vượt quá giới hạn cho phép. Cách tản nhiệt này cực kì
thích hợp cho những ứng dụng tản nhiệt trên thiết bị điện tử công suất lớn.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 14
Hình 3: Ứng dụng đơn giản sử dụng vật liệu chuyển pha
Để có thể sử dụng cách làm mát này trong một thời gian dài hơn, một hệ thống được
triển khai như ở hình 3.11. với cách bố trí này, khi thiết bị điện tử hoạt động và lượng
nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện tử sẽ chuyển thành năng lượng chuyển pha vật liệu. Khi
thiết bị điện tử tạm ngừng hoạt động, năng lượng này sẽ được đưa ra bên ngoài thông
qua bộ bức xạ. Khi đó, chúng ta lại có một chu kì mới. Một hệ thống kiểm soát nhiệt
độ sử dụng nguyên lý nói trên đã được áp dụng triển khai trên tàu Apollo 15 để làm
mát cho bộ xử lý tín hiệu số (Signal Processing Unit – SPU). Nhiệt lượng tỏa ra khi
SPU hoạt động được hấp thụ bởi khối PCM và cuối cùng được thoát ra bên ngoài nhờ
bộ bức xa.
Hình 3: Ứng dụng sử dụng vật liệu chuyển pha một cách lâu dài
Một mô hình khác cho phép xử lý lượng nhiệt dư thừa một cách tập trung (hình 3.12).
Ở trong mô hình này, lượng nhiệt dư thừa từ một số thiết bị được dẫn về khối lưu trữ
nhiệt PCM (PCM TES) thông qua các ống dẫn nhiệt để hấp thụ.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 15
Hình 3: Hệ thống PCM TES
Các loại vật liệu chuyển pha rất hay dùng đó là các vật liệu dễ hóa lỏng (solid –
liquid), vật liệu dễ hóa hơi (liquid to gas), vật liệu dễ thăng hoa (solid to gas). Hình
3.13 liệt kê các vật liệu chuyển pha được sử dụng cho ứng dụng kiểm soát nhiệt độ
trên vệ tinh.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 16
Hình 3: Vật liệu chuyển pha
3.3. Phương pháp điều khiển nhiệt độ tích cực.
3.3.1. Bộ làm nóng (Heaters).

Bộ làm nóng được sử dụng trong hệ thống điều khiển nhiệt độ trên vệ tinh để bảo vệ
các thiết bị điện tử trong điều kiện nhiệt độ quá thấp, hoặc giữ cho nhiệt độ thiết bị
trên ngưỡng tối thiếu trước khi nó đi vào hoạt động. Bộ làm nóng sử dụng máy điều
nhiệt hoặc vi điều khiển bán dẫn để điều khiển nhiệt độ của thiết bị điện tử một cách
chính xác.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 17
Hình 3: Hình dạng một số bộ làm nóng
3.3.2. Bộ làm mát (Thermoelectric Coolers – TEC).
Bộ làm mát là các máy bơm nhiệt dùng để làm mát những thiết bị có yêu cầu về nhiệt
độ vận hành thấp.
TEC vận hành dựa trên hiệu ứng Peltier – Seebeck (hiệu ứng nhiệt điện), ở đó dòng
điện sẽ vận chuyển năng lượng nhiêt từ một tấm kim loại này sang một tấm kim loại
khác, kết quả là tạo ra một tấm kim loại có nhiệt độ thấp (cold junction) và một tấm
kim loại có nhiệt độ cao hơn (hot junction). Cấu trúc của bộ làm mát hoạt động theo
nguyên lý này được mô tả như hình 3.15. bộ TEC này gồm 2 tấm bán dẫn loại p và n
kết nối với các tấm kim loại. nhiệt sẽ từ tiếp giáp kim loại cold bơm sang tiếp giáp
kim loại hot.
Hình 3: Cấu tạo bộ làm mát
Hình 3.16 dưới đây liệt kê một số vệ tinh sử dụng bộ làm mát TEC.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 18
Hình 3: Một số hệ thống vệ tinh sử dụng TEC
3.3.3. Bộ chuyển mạch nhiệt (Heat Switches).
Bộ chuyển mạch nhiệt là thiết bị có khả năng thay đổi vai trò dẫn nhiệt hoặc cách
nhiệt. Bộ chuyển mạch nhiệt khác với máy nhiệt. Máy nhiệt cho phép đóng/mở mạch
điện tử để đạt được một nhiệt độ mong muốn, còn bộ chuyển mạch nhiệt có chức
năng đóng/mở để tạo ra một đường dẫn nhiệt/cách nhiệt. Bộ chuyển mạch nhiệt hiện
nay có hai loại là parafin heat switches và cryogenic heat switches.
Bộ chuyển mạch nhiệt được ứng dụng để điều khiển nhiệt độ của mỗi phần tử (hình
3.17). Ở đây, bộ chuyển mạch nhiệt được đặt giữa thiết bị điện tử cần làm mát và một
thiết bị thu nhiệt. Bình thường, bộ chuyển mạch nhiệt ở chế độ cách nhiệt. Khi thiết bị

điện tử hoạt động, một phần điện năng biến đổi thành nhiệt và làm nhiệt độ của thiết
bị tăng lên. Khi nhiệt độ tăng lên tới một ngưỡng nhất định thì bộ chuyển mạch nhiệt
chuyển sang chế độ dẫn nhiệt. Nhiệt lượng từ thiết bị điện tử được truyền qua bộ
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 19
chuyển mạch nhiệt sang tấm thu nhiệt. Nhiệt độ càng cao so với ngưỡng thì độ dẫn
nhiệt càng lớn. Nhờ vào điều này cho phép giữ được nhiệt độ thiết bị điện tử trong
ngưỡng cho phép.
Hình 3: Ứng dụng của bộ chuyển mạch nhiệt để kiểm soát nhiệt độ của thiết bị
Ngoài ra, bộ chuyển mạch nhiệt cũng ứng dụng trong việc ổn định nhiệt độ của toàn
vệ tinh ở mức mong muốn (hình 3.18). Nguyên lý cơ bản của ứng dụng này như sau.
Khi các thiết bị bên trong hoạt động, nhiệt độ bên trong vệ tinh tăng lên, lúc này các
chuyển mạch nhiệt sẽ chuyển sang chế độ dẫn nhiệt, đưa nhiệt lượng ra bên ngoài.
Trong trường hợp các thiết bị không hoạt động, bộ chuyển mạch nhiệt đóng vai trò
cách nhiệt, lúc này, nhiệt độ của các thiết bị bên trong vệ tinh vẫn được duy trì mà
không bị hạ xuống quá thấp.
Hình 3: Ứng dụng của bộ chuyển mạch để ổn định nhiệt độ trên vệ tinh
3.3.4. Ống dẫn nhiệt (Heat Pipes).
Ống dẫn nhiệt sử dụng vật liệu chuyển pha liquid-flow để vận chuyển nhiệt từ nơi này
đến nơi khác.
Cấu trúc của ống dẫn nhiệt như hình 3.19. Ở đây, vật liệu chuyển pha loại liquid-flow
được chứa trong một đường ống. Thiết bị sinh nhiệt sẽ gắn vào một đầu của ống và
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 20
thiết bị thu nhiệt sẽ gắn vào đầu còn lại. Nguyên lý làm việc của ống dẫn nhiệt như
sau. Nguồn sinh nhiệt sẽ cung cấp nhiệt lượng thông qua thành ống cho vật liệu
chuyển pha. Nhiệt này sẽ làm vật liệu chuyển từ pha lỏng sang pha hơi. Luồng hơi
này theo đó sẽ di chuyển về phía đầu ống gắn thiết bị thu nhiệt do sự chênh lệch áp
suất hơi trong ống. Tại đầu gắn thiết bị thu nhiệt, do nhiệt độ ở đây thấp, hơi bị ngưng
tụ. Quá trinh ngưng tụ là quá trình tỏa nhiệt, nhiệt này được truyền qua thành ống cho
thiết bị thu nhiệt. Chất lỏng sau khi hóa hơi sẽ chảy về đầu ống gắn thiết bị thu nhiệt.
Chu trình mới lại được bắt đầu.

Hình 3: Cấu trúc ống dẫn nhiệt
Vật liêu chuyển pha được liệt kê trong hình 3.20:
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 21
Hình 3: Một số vật liệu chuyển pha dùng trong ống dẫn nhiệt
4. Kết luận.
Như vậy, qua tìm hiểu về cấu trúc vệ tinh, đặc biệt là tìm hiểu về phân hệ điều khiển nguồn, em
đã giải thích được tại sao phải điều khiển nhiệt độ trên vệ tinh. Em cũng đã trả lời được câu hỏi
những nguồn nhiệt nào tác động lên nhiệt độ của vệ tinh và có những phương pháp nào để điều
khiển nhiệt độ trên vệ tinh.
5. Tài liệu tham khảo.
Spacecraft_Thermal_Control_Handbook.pdf – David Gilrmore.
Nguyễn Tiến Đạt – KSTN – ĐTVT – K54 Trang 22