В космосе нет воздуха — это вакуум, поэтому привычные способы отвода тепла не работают. Космическая электроника рискует перегреться, и единственный выход — рассеивать тепло через излучение. Исследователи из Института телекоммуникаций Фраунгофера (Института Генриха Герца) нашли способ повысить эффективность этого процесса с помощью лазерной обработки металлических поверхностей.
Ученые разработали метод текстурирования металлов фемтосекундным лазером. На гладкой поверхности создаются микроскопические конусы (около одного микрометра), что резко повышает коэффициент излучения тепла: с 10% у необработанных металлов до 95−99% у структурированных. Такие поверхности выдерживают температуры до 650 °C и остаются стабильными вплоть до точки плавления материала.
Термическое испытание сопла Лаваля из нержавеющей стали подтвердило эффективность лазерной обработки: поверхность стала черным радиатором с высоким коэффициентом излучения, но теперь ученые ищут способ сделать такие участки белыми, чтобы избежать перегрева от солнечного света.
Поскольку гладкие металлические поверхности, такие как алюминиевые внешние стенки спутников, внешние поверхности ракетных сопел или корпуса силовой электроники, плохо отводят тепло, мы используем лазер, чтобы придать им шероховатость. Шероховатая текстурированная поверхность по сути работает как радиатор и очень эффективно отводит тепло
Технология дает сразу несколько преимуществ: снижает стартовую массу ракет (за счет отказа от лакокрасочных покрытий), исключает риск дегазации (выделения газов), характерной для окрашенных поверхностей. Сейчас команда Хюбнера ищет способ сделать текстурированные участки белыми — черные поверхности поглощают солнечный свет и дополнительно нагреваются на солнечной стороне Земли.
Для проверки в реальных условиях образцы алюминия и титана с лазерной обработкой провели время на внешней поверхности МКС (в рамках проекта с ЕКА и компанией Azimut Space GmbH). В перспективе технологию планируют коммерциализировать через стартап Dythalis. Также результаты представят на выставке ILA 2026 в Берлине.
Ранее Наука Mail рассказывала о придуманном учеными способе защитить электронику спутников от радиации.
