אחד הדברים המרגשים ביותר בחקירת החלל בימינו הם הדרכים בהן הוא משתלם יותר. בין רקטות לשימוש חוזר, אלקטרוניקה ממוזערת ושירותי שיגור בעלות נמוכה, החלל הופך להיות נגיש ומאוכלס יותר. עם זאת, הדבר מציב גם אתגר כשמדובר בשיטות קונבנציונאליות לתחזוקת חלליות ולוויינים.
אחד האתגרים הגדולים ביותר הוא אריזת האלקטרוניקה לחללים הדוקים יותר, מה שמקשה על שמירתם בטמפרטורות תפעוליות. כדי לטפל בכך, מהנדסים בנאס"א מפתחים מערכת חדשה המכונה טכנולוגיית קירור מיקרוגאפ. במהלך שתי טיסות ניסוי אחרונות, נאס"א הדגימה כי שיטה זו יעילה להסרת חום ויכולה גם לתפקד בסביבה חסרת משקל.
טיסות מבחן אלה מומנו באמצעות תוכנית ההזדמנויות לטיסה של נאס"א, שהיא חלק ממנהלת המשימה לטכנולוגיית החלל עם תמיכה נוספת הניתנת על ידי קרן החדשנות של הסוכנות. הבדיקות נערכו באמצעות רקטת "ניו שפרד" של Blue Origin, שהובילה את המערכת לגבהים suborbital ואז החזירה אותה לכדור הארץ.
כל העת פיקוח הפונקציונליות של המערכת ממרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א על ידי מהנדסי נאס"א פרנקלין רובינסון ואברם בר-כהן (מהנדס מאוניברסיטת מרילנד). מה שהם מצאו הוא שמערכת קירור המיקרוגאפ הצליחה להוציא כמויות גדולות של חום ממעגלים משולבים עמוסים היטב.
יתר על כן, המערכת עבדה בסביבות כוח כובד נמוך וגם עם תוצאות כמעט זהות. כפי שהסביר רובינסון:
"השפעות כוח המשיכה מהוות סיכון גדול בסוג זה של טכנולוגיית קירור. הטיסות שלנו הוכיחו שהטכנולוגיה שלנו עובדת בכל התנאים. אנו חושבים שמערכת זו מייצגת פרדיגמה חדשה לניהול תרמי. "
בעזרת טכנולוגיה חדשה זו, החום שנוצר על ידי אלקטרוניקה ארוזה היטב מוסר על ידי נוזל שאינו מוליך (המכונה HFE 7100) הזורם דרך ערוצי מיקרו המוטמעים במעגלים או בין ומייצרים אדים. תהליך זה מאפשר קצב העברת חום גבוה יותר שיכול להבטיח כי מכשירים אלקטרוניים בעלי הספק גבוה יפגעו פחות בהתחממות יתר.
זה מייצג סטייה גדולה מגישות קירור קונבנציונאליות, בהן מעגלים אלקטרוניים מסודרים במערך דו-ממדי השומר על אלמנטים חומרתיים המייצרים חום הרחק אחד מהשני. בינתיים, החום הנוצר ממעגלי חשמל מועבר ללוח המעגל ומופנה בסופו של דבר לכיוון רדיאטור רכוב חללית.
טכנולוגיה זו מנצלת מעגלי תלת מימד, טכנולוגיה מתפתחת בה מעגלים מוערמים זה על גבי זה בעזרת חיווט זה לזה. זה מאפשר מרחקים קצרים יותר בין שבבים וביצועים מעולים מכיוון שניתן להעביר נתונים אנכית ואופקית. זה גם מאפשר אלקטרוניקה הצורכת פחות אנרגיה תוך שהיא תופסת פחות מקום.
לפני כארבע שנים בערך, רובינסון ובר-כהן החלו לחקור טכנולוגיה זו למטרות טיסה בחלל. משולבים בלוויינים וחלליות, מעגלי תלת מימד יוכלו להכיל אלקטרוניקה צפופה בעוצמה וראשי לייזר, אשר יורדים גם הם בגודל וצריכים מערכות טובות יותר לפינוי חום הפסולת.
בעבר, רובינסון ובר-כהן בדקו בהצלחה את המערכת בסביבת מעבדה. מבחני טיסה אלה, עם זאת, הראו כי הוא עובד בחלל ותחת סביבות כוח משיכה משתנות. מסיבה זו, רובינסון ובר-כהן מאמינים שהטכנולוגיה עשויה להיות מוכנה להשתלבות במשימות בפועל.
