Современная электроника №9/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2024 СБ и отдельных многопереходных сол- нечных элементов класса РЭА для кос- моса обратным током. Предназначены они для установки в скошенных углах солнечного элемента, но, в принципе, могут иметь и другую форму, адапти- рованную к конкретным условиям применения. Согласно техническому паспорту изделия, n-образная сторона контак- та покрыта термоксидом по краям, p-образная сторона полностью закры- та. В табл. 4 представлены некоторые технические и электрические харак- теристики диодов для СБ космическо- го назначения. Испытание на растяжение > 5 Н про- водились при сварке под углом 45° (с полосами Ag толщиной 35 мкм). Ста- тус разработки соответствует требова- ниям ECSS [11]. Защита РЭА КА от солнца Если говорить о действующей сегод- ня международной космической стан- ции (МКС) и в целом о пилотируемых КА, их внешняя оболочка выдержива- ет быстрые температурные перепа- ды, пока КА вращается вокруг Земли, переходя от солнечного света к темно- те каждые 45 минут. В жилых и рабо- чих отсеках тепло не поднимается и не циркулирует, как обычно происходит на Земле под действием силы тяжести. Международная лаборатория оснаще- на сложной системой терморегулиро- вания, позволяющей управлять темпе- ратурными изменениями за бортом, обеспечивая внутри комфортный кли- мат. А традиционные многослойные изоляционные покрытия (MLI) для использования на спутниках, зондах и КА состоят из слоя металлическо- го покрытия на пластиковой плён- ке. Листы-площадки объединяются с изолирующими промежуточными слоями. Такая конфигурация обеспе- чивает высокоэффективную блоки- ровку солнечного теплового излу- чения, но металлическое покрытие также поглощает и отражает радио- частоты, ослабляя сигнал и снижая скорость передачи данных. Чтобы решить эту дилемму, конструктивная конфигурация в виде сетки подверга- ется лазерной абляции на металличе- ской плёнке, чтобы обеспечить улуч- шенную радиочастотную передачу. Однако сохраняется прямая связь меж- ду блокировкой (отводом) солнечного тепла и снижением передачи данных в покрытиях MLI. С другой стороны, защитные покрытия DSI представляют уникальную, полностью диэлектри- ческую тонкую плёнку, нанесённую на полиамидные листы в один слой. Полностью диэлектрическая конструк- ция эффективно отражает солнечное тепловое излучение, а также «прозрач- на» на радиочастотах ниже 18 ГГц. Спутниковые обтекатели для КА применяют на поверхности антенн и апертуры для термоконтроля и кон- троля ЭСЗ. В современных КА приме- няют технологию DSI, обеспечиваю- щую высокий уровень подавления падающей солнечной тепловой энер- гии. Одним из важных факторов для надёжной работы РЭА в космосе явля- ется радиочастотная прозрачность защитных материалов на частотах в диапазонах L, S, C, X, Ku, K, Ka и V. Гибкая, чрезвычайно лёгкая и удоб- ная плёнка даже на относительно большой площади покрытия (защиты) до 2,5×10 футов позволяет нейтрализо- вать электростатический заряд (ESD), возникающий от постоянного воздей- ствия солнечной энергии и движения КА. Солнечное отражение обеспечива- ется на уровне ≥ 86%, солнечное пропу- скание ≤ 2%. На рис. 20 представлена защитная плёнка c сетчатой структу- рой для РЭА космических аппаратов и их внешних антенн. Внешняя поверхность обеспечивает ESD с сопротивлением листа в диапа- зоне 2,5E5–1,0E9 Ом/кВ. Полусфериче- ская излучающая способность плёнки заявлена разработчиками на уровне ≥ 0,72 при температуре 300 К. Вноси- мые радиочастотные потери ≤ 0,8 дБ в диапазоне от 1 до 69 ГГц [11]. Капельный радиатор Типичный рефлектор имеет КПД примерно 0,5. Рефлектор поглощает световую энергию от Солнца, а излу- чает её в обе стороны (наружную и внутреннюю). С учётом кондуктив- ного теплового сопротивления экрана (по его толщине) рефлектор выполня- ет важную роль. Снаружи его укрыва- ют экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ) (англ. Multi-Layer Insulation), а внутри наносят отражающее ради- оволны покрытие. Этот тип теплоизоляции, предна- значенной для ограничения притоков тепла от излучения, состоит из мно- жества параллельных отражающих экранов с низкой излучающей способ- ностью и отделяющих их прокладок. ЭВТИ является наиболее эффектив- ным типом изоляции, применяемым в резервуарах для сжиженных газов, криогенных трубопроводах, криоста- тах и других установках, использую- щих очень низкие температуры. Облучатели не перегреваются, так как в конструкции рефлектора приме- няется углепластик с электро- и тепло- проводными свойствами. На внутрен- нюю поверхность не надо наносить отражающее покрытие. Но если гово- рить о других конструкциях для кос- моса, к примеру, надувных антеннах, то отражающее покрытие необходимо. Рис. 19. Форма Si By-Pass Diode Рис. 20. Защитная плёнка для РЭА космических аппаратов и их внешних антенн Таблица 4. Некоторые технические и электрические характеристики диодов для СБ космического назначения Базовый материал CZ, < 100%, структура n+ p+ Размеры 10,9×10,9 мм Площадь 0,59 см² Средний вес ≤ 30 мг Толщина общая 130 ±30 мкм Толщина поверхности Ag 3–11 мкм (все контакты) Удельное сопротивление, легированное p (бор) 2 ±1 Ом/см Прямое напряжение при IFV = 620 мА ≤ 0,8 В Обратный ток при VREV = 4 В ≤ 1 мкА