Что это за очень большие квадратные панели на Inmarsat 5?

Большие квадратные панели представляют собой развертываемые радиаторы. Они обеспечивают дополнительный отвод тепла в дополнение к стационарным радиаторам, которые также можно увидеть на фотографиях.

Контекстная часть 1 - Тепловой расчет для Geo Comsats

Большинство геостационарных спутников связи имеют примерно прямоугольную форму с солнечными батареями и антеннами в качестве придатков. Базовая тепловая конструкция спутника этого типа состоит в том, чтобы на четырех сторонах, обращенных непосредственно к солнцу, в течение обычного дня размещать изолирующие одеяла. В отличие от панелей «Север» и «Юг», которые обычно изготавливаются из алюминиевых сот, они окрашены в черный цвет внутри и имеют зеркала второй поверхности снаружи. Основная часть тепла, выделяемого электроникой спутника, идет по более легкому пути в глубокий космос, чем через одеяла. Сотовые панели обычно имеют встроенные тепловые трубки или прикручены болтами к внутренней поверхности, чтобы как можно более равномерно распределять тепло по панели, чтобы предотвратить появление локальных горячих точек. Ориентация спутника на Солнце меняется в течение года, так что иногда солнце может находиться под углом до 23,5 град от ребра. Зеркала помогают, отвергая оптический солнечный свет.

Контекст, часть 2 - Зеркала второй поверхности

Второе поверхностное зеркало, также называемое оптическим солнечным отражателем (OSR), по своей концепции похоже на обычные бытовые зеркала. Зеркало состоит из тонкого слоя кварца или стекла с алюминированной тыльной поверхностью. Это позволяет им иметь хорошую оптическую отражательную способность,$\epsilon_{vis}<0.1$, и высокая ИК-излучающая способность,$\epsilon_{IR}>=0.8$, (поскольку внешняя поверхность стеклянная).

Развернутые радиаторы

Прямоугольная форма не универсальна, но она удобна для конструктивного проектирования и установки в обтекатель ракеты-носителя, обеспечивая при этом некоторую способность отвода тепла. Это приводит к потенциальной проблеме с особо мощными спутниками. Насколько мне известно, платформа Boeing 702 является единственной серийно выпускаемой платформой, в которой было принято конструктивное решение по созданию дополнительного радиатора для охлаждения за счет развертывания панелей после выхода на орбиту. Ясно, что если бы тепловые трубки могли распределять тепло по обеим дополнительным панелям, удваивая общую площадь, то это значительно увеличило бы возможную мощность постоянного тока спутника за счет повышения пределов отвода тепла. Фотографии не особенно четкие, хотя кажется, что часть оборудования, изображенного на оборотной стороне, окрашена в черный цвет.

Двигаясь дальше на территорию предположений, я предполагаю, что причина того, что развернутые панели показаны черными с одной стороны, заключается в том, чтобы сохранить скромную среду для оборудования, связанного с антенной, прикрепленного к сторонам Восток-Запад.

Одна особенность, которая мне не совсем понятна, это то, остаются ли панели фиксированными после развертывания. Очевидно, что два раза в день будет возможность отрегулировать угол радиаторов так, чтобы они затеняли основную панель корпуса, хотя, по моему мнению со стороны, это может не стоить дополнительных сложностей.

Контекстная часть 3 - Тепловые трубки

Из множества вещей, называемых «тепловыми трубками», я знаю только два типа, которые обычно используются в спутниках:

и) жесткие узкие трубы с узкими канавками. Они пропускают рабочую жидкость в любом направлении, и она выравнивает горячие точки, где бы они ни образовывались. Их мощность часто ограничена, и они могут быть только в невесомости. Канавки должны быть на всем протяжении трубки, чтобы предотвратить высыхание.

ii) петлевые тепловые трубы. У них есть предпочтительное направление потока, и я думаю, что они используют немного другой термодинамический принцип (это не моя территория, вот и все!). Насколько я понимаю, у них гораздо более высокая производительность насоса, чем у обычного типа, и это позволяет использовать гибкие секции без канавок. Предполагая, что я правильно понял, эта последняя особенность делает их подходящими для развертываемых радиаторов.

Кстати, в описании тепловых трубок я исключил контуры с механически накачиваемой жидкостью.

Это частичный ответ. Согласно видеоанимации Inmarsat-5 F4 Satellite Launch Simulation , это панели радиаторов. Однако на вопрос все еще нужно ответить, как они работают. Излучают ли они электрическую энергию, рассеиваемую резисторами, или охлаждают циркулирующие хладагенты? Почему они не черные с обеих сторон, чтобы излучать в два раза эффективнее?

Кстати, симуляция запуска действительно интересная и стоит посмотреть!