Климат на нашей планете создается сложным взаимодействием между поглощением и отражением солнечной радиации. Важным фактором является общее солнечное излучение (Total Solar Irradiance, TSI), которое варьируется в зависимости от активности солнца и, в лучшем случае, может даже замедлить глобальное потепление. Для регистрации этой изменчивости «Компактный легкий абсолютный радиометр» (CLARA) находится на борту норвежского наноспутника NorSat-1 с середины августа 2017 года. Радиометр CLARA был разработан Физико-метеорологической обсерваторией в Давосе. Вес всего около 2,2 кг, он необычайно легкий и маленький,может измерять интегрированное излучение во всем спектральном диапазоне с высокой точностью в спиртовом диапазоне и большой долговременной стабильностью. Регистрируется разность температур, которая возникает, когда определенные нагретые сенсорные элементы дополнительно нагреваются поглощенной солнечной радиацией. Для этого на конусном терморезисторе размещены три конические полости, состоящие из тонкостенного, почерневшего серебряного носителя. Ниже находится радиатор. Его задача - предотвратить быстрые изменения температуры в течение всего цикла измерения.размещены на терморезисторе. Ниже находится радиатор. Его задача - предотвратить быстрые изменения температуры в течение всего цикла измерения.размещены на терморезисторе. Ниже находится радиатор. Его задача - предотвратить быстрые изменения температуры в течение всего цикла измерения.
Высокие требования к технологии соединения
«Производство такого измерительного устройства, которое затем надежно обнаруживает малейшие отклонения в TSI в космических условиях, таит в себе ряд препятствий», - сообщает Сильвио Коллер, инженер-электрик и сопредседатель технического отдела Физико-метеорологической обсерватории в Давосе. «Изначально было трудно найти подходящую технологию соединения для соединения небольших полостей толщиной 0,13 мм с терморезисторами.» Это соединение должно быть однородным, нежным по материалу, но в то же время механически устойчивым и гарантировать хороший термический контакт. «Поэтому клеевая технология была исключена с самого начала из-за плохой теплопроводности, а материал полостей был слишком тонким для лазерной сварки», - объясняет Коллер. Соединения для пайки успешно использовались в предыдущих проектах;однако результаты ручной процедуры было трудно воспроизвести и поэтому были неудовлетворительными.
Картинная галерея
Фиксированная, но в то же время дружественная к материалу технология соединения
После обширных испытаний, технология ультразвукового кручения Telsonic была окончательно выбрана для технологии соединения. Преимущество крутильного процесса заключается в том, что вибрации лишь незначительно воздействуют на область вокруг сварного шва. Это защищает чувствительные компоненты и поверхности, с одной стороны, и обеспечивает более высокую плотность энергии в зоне сварки, с другой. Это создает прочное, механически устойчивое соединение, которое может выдерживать высокие вибрации.
Сварочная система обычно устанавливается вертикально. Тем не менее, вибрации вводятся тангенциально; сонотрод берет верхний партнер по соединению и перемещает его горизонтально в нижнюю часть. Высокая частота колебаний 20 кГц с регулируемой амплитудой и давлением сварки создает расплав между соединяющимися партнерами. В то же время крутильное движение сонотрода гарантирует, что окружение зоны сварки практически не отягощено ультразвуком. Поэтому этот процесс особенно подходит для чувствительных применений, таких как проект CLARA, где вибрации за пределами зоны сварки могут привести к повреждению. «Кроме того, нам необходима хорошая теплопроводность, и качество может быть воспроизведено в любое время», - говорит Коллер. Даже со следующим проектом,поэтому планируется, что в 2019 году с Европейским космическим агентством ESA солнечные исследователи из Давоса снова будут полагаться на технологию ультразвуковой сварки на скручивании. (Ага)