一个跨学科研究团队正在通过在目前绕地球运行的卫星上进行实验来研究散热器的冷却方法，该研究团队包括伊利诺伊大学香槟分校格兰杰工程学院的机械科学与工程教授米奇·克莱蒙。

克莱蒙说：“大学赞助的卫星进入太空的成功率非常低，所以我们很高兴它能够进入太空并且我们的系统能够正常运行。”

该团队在《国际传热传质杂志》上发表了他们正在进行的研究的最新成果，“研究散热器对卫星航空电子热管理的性能：从地面测试到太空条件” 。

由于太空中产生的大量废热以及真空中缺乏对流冷却，电子设备的热管理面临着一系列独特的挑战。因此，在太空中运行的系统必须要么通过辐射有效地释放热量，要么更糟的是，计算能力将受到限制。

为了应对这些挑战，该团队开发了一种散热器，其中含有一种蜡基相变材料，该材料在电子设备的正常工作温度范围内熔化。熔化的蜡能够更快地储存能量，并使电子设备保持更长时间的冷却。

“我们正在用安装在那里的固定散热器测试不同的工作周期和冷却方式，”克莱蒙说。“我们的目的是为太空中其他电子设备和计算设备的设计和操作顺序提供参考。”

该团队将测试装置部署在一颗立方体卫星(CubeSat)上。立方体卫星是一颗微型卫星，由边长10厘米的立方体模块组成。该卫星于2024年8月发射升空(点击此处查看其运行仪表盘)，搭载了包括散热器在内的多个有效载荷，作为“瓦拉塔种子”任务的一部分。

克莱蒙说：“我们将我们的实验与其他有效载荷的实验交替进行。”

迄今为止，该团队的研究成果令人鼓舞——首先，熔化的蜡显著延长了电子设备在安全温度范围内运行的时间。此外，微重力环境不会影响蜡在散热器上的定位。

克莱蒙说：“我们开发了一些简化的模型来预测这些散热器的性能，这些模型可以为设计师提供第一个方向来测试他们的设计，而不必构建某些东西并进行物理测试。”

随着更多实验的计划，该团队的太空探索将继续下去。

“我们的轨道周期约为90分钟，因此我们既有阳光照射时间，也有非阳光照射时间，”克莱蒙解释说。“太阳本身会产生潜在的加热效应，我们想探索这对电子设备可用计算时间的影响。”

本文第一作者Laryssa Sueza Raffa就读于悉尼科技大学，是Clemon的博士生。第二作者Matt Ryall代表该团队的行业合作伙伴Mawson Rovers公司。其他作者包括悉尼大学的Iver Cairns教授和悉尼科技大学的Nick Bennett副教授。

更多信息： Laryssa Sueza Raffa 等人，《卫星航空电子设备热管理散热器性能研究：从地面测试到类太空条件》，《国际传热传质杂志》(2025 年)。