Salah satu hal yang paling menarik tentang eksplorasi ruang angkasa saat ini adalah cara yang semakin hemat biaya. Antara roket yang dapat digunakan kembali, elektronik miniatur, dan layanan peluncuran berbiaya rendah, ruang menjadi lebih mudah diakses dan dihuni. Namun, ini juga menghadirkan tantangan ketika datang ke metode konvensional untuk mempertahankan pesawat ruang angkasa dan satelit.
Salah satu tantangan terbesar adalah mengemas elektronik menjadi ruang yang lebih sempit, yang membuatnya lebih sulit untuk mempertahankannya pada suhu operasional. Untuk mengatasi ini, para insinyur di NASA sedang mengembangkan sistem baru yang dikenal sebagai teknologi pendingin celah mikro. Selama dua penerbangan uji baru-baru ini, NASA menunjukkan bahwa metode ini efektif dalam menghilangkan panas dan juga dapat berfungsi dalam lingkungan tanpa bobot.
Penerbangan uji ini didanai melalui program Peluang Penerbangan NASA, yang merupakan bagian dari Direktorat Misi Teknologi Ruang Angkasa dengan dukungan tambahan yang disediakan oleh Pusat Inovasi Dana lembaga tersebut. Pengujian dilakukan dengan menggunakan roket New Shepard Blue Origin, yang mengangkut sistem ke ketinggian suborbital dan kemudian mengembalikannya ke Bumi.
Sepanjang waktu, fungsi sistem dipantau dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA oleh insinyur NASA Franklin Robinson dan Avram Bar-Cohen (seorang insinyur dari University of Maryland). Apa yang mereka temukan adalah bahwa sistem pendingin microgap mampu menghilangkan panas dalam jumlah besar dari sirkuit terintegrasi yang padat.
Terlebih lagi, sistem bekerja di lingkungan dengan gravitasi rendah dan tinggi dengan hasil yang hampir sama. Seperti yang dijelaskan Robinson:
“Efek gravitasi adalah risiko besar dalam teknologi pendinginan jenis ini. Penerbangan kami membuktikan bahwa teknologi kami berfungsi dalam semua kondisi. Kami pikir sistem ini mewakili paradigma manajemen termal yang baru. "
Dengan teknologi baru ini, panas yang dihasilkan oleh perangkat elektronik yang rapat dihilangkan oleh cairan yang tidak konduktif (dikenal sebagai HFE 7100) yang mengalir melalui saluran mikro yang tertanam di dalam atau di antara sirkuit dan menghasilkan uap. Proses ini memungkinkan laju perpindahan panas yang lebih tinggi yang dapat memastikan bahwa perangkat elektronik berdaya tinggi akan lebih kecil kemungkinannya gagal karena terlalu panas.
Ini merupakan penyimpangan besar dari pendekatan pendinginan konvensional, di mana sirkuit elektronik diatur dalam tata ruang dua dimensi yang membuat elemen perangkat keras yang menghasilkan panas jauh dari satu sama lain. Sementara itu, panas yang dihasilkan oleh sirkuit listrik dipindahkan ke papan sirkuit dan akhirnya diarahkan ke radiator yang dipasang di pesawat ruang angkasa.
Teknologi ini memanfaatkan sirkuit 3D, sebuah teknologi yang muncul di mana sirkuit secara harfiah ditumpuk satu sama lain dengan kabel yang saling terhubung. Ini memungkinkan jarak yang lebih pendek antara chip dan kinerja yang unggul karena data dapat ditransfer baik secara vertikal maupun horizontal. Ini juga memungkinkan untuk elektronik yang mengkonsumsi lebih sedikit energi dan juga memakan lebih sedikit ruang.
Sekitar empat tahun yang lalu, Robinson dan Bar-Cohen mulai menyelidiki teknologi ini untuk keperluan luar angkasa. Diintegrasikan ke dalam satelit dan pesawat ruang angkasa, sirkuit 3D akan dapat mengakomodasi elektronik padat daya dan kepala laser, yang juga berkurang dalam ukuran dan membutuhkan sistem yang lebih baik untuk menghilangkan panas limbah.
Sebelumnya, Robinson dan Bar-Cohen telah berhasil menguji sistem di lingkungan laboratorium. Namun, uji terbang ini menunjukkan bahwa ia bekerja di ruang angkasa dan di bawah berbagai lingkungan gravitasi. Karena alasan ini, Robinson dan Bar-Cohen percaya bahwa teknologi tersebut mungkin siap untuk diintegrasikan ke dalam misi yang sebenarnya.
