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太空AI算力热管理报告(下):供应链大盘点丨深空矩阵

太空AI算力热管理报告(下):供应链大盘点丨深空矩阵

深空矩阵作为中国太空AI算力的领创者,致力于探索太空AI算力务实可行的中国方案。公司围绕太空热管理、抗辐照芯片设计、超大太阳能帆板等核心技术进行了深入研究,已取得大量工程成果。

然而,一家公司的深入不如整个产业链的延展,为此,我们会围绕如上三大核心主题,持续推出最新行业研究成果,以飨产业同仁。

上一篇文章太空AI算力热管理报告(上)丨深空矩阵,我们围绕太空AI算力热管理技术路线、发展现状及未来趋势做了深入介绍。

本篇文章将核心围绕“国内外主要玩家进展和方案太空热管理供应链格局建立完整理解框架。

四、国内外主要玩家进展与方案分析

4.1 SpaceX AI1

2026年6月,SpaceX公开第一代轨道AI计算卫星AI1的热控规格。该卫星设计支持平均功耗120KW,峰值150KW计算负载,相当于一台英伟达GB300整机架(含七十二颗GPU)。AI1热管理系统的核心技术包括:110 m²可展开液体辐射器、1400 W/m²双面辐射热流密度、冗余泵送回路、集成微流星体防护。

AI1的辐射器设计采用立式可展开设计,展开后两个平面均朝向深空,实现双面同时辐射。相比传统单面辐射板,每平方米的实际散热能力翻倍AI1将辐射器设计为与太阳入射方向成90°角,面板不直接接收太阳辐射,两个平面均朝向深空辐射,保证净散热量最大

SpaceX AI1概念图

AI1给出的主动散热方案是冗余泵送回。计算模块产生大量废热,通过冷板(cold plates)或直接集成热交换器将热量传递给循环液体工质,泵将加热后的液体通过管道输送到可展开的液体辐射器面板。液体在辐射器面板中流动时,热量通过表面辐射出去,冷却后的液体再泵回计算模块,形成闭环。

SpaceX AI1概念图

“冗余”设计是泵、阀门、管道等机械部件是单点故障风险高的组件。一旦主回路失效,整个卫星的计算负载就可能因过热而宕机,且无法维修。冗余泵送回路:通常采用并行多回路设计,每个回路都有自己的泵、管道和控制系统。正常时可并行工作或一主一备;故障时自动切换或隔离故障回路,确保至少一条回路继续运行。 

SpaceX在AI1规格中明确标注了结构集成微流星体撞击防护110 m²的大面积液体辐射板是整星最脆弱的结构之一,其大面积、薄板结构、内充高压液体的特征对微流星体和轨道碎片(MMOD)高度敏感。从公开信息看,SpaceX仅披露采用了"集成微流星体防护"(integrated micrometeoroid shielding),未公布具体防护结构细节。按航天工程常规做法,此类大面积薄板结构通常需借鉴Whipple盾多层缓冲原理——即通过外层缓冲板击碎 incoming 粒子、气隙扩散碎片云、主结构板吸收残余能量——以实现重量效率与防护性能的兼顾。但AI1是否采用经典三层Whipple盾构型、气隙尺寸及液管是否兼作内撞击壁等具体设计,目前尚无公开技术资料证实。

4.2 Starcloud

20249月,Starcloud发布白皮书,系统论证了在晨昏太阳同步轨道部署吉瓦级轨道数据中心的工程可行性。是当前在轨验证进度最快的太空算力企业。其Starcloud-1卫星于202511月发射,搭载英伟达H100 GPU,在轨成功训练大语言模型nanoGPT验证了太空高功耗计算的可行性。

图为starcloud-1测试图

其创始人在访谈中提到Starcloud-1配备了一个无法连续运行的概念验证冷却系统。量产版本——配备定制散热器、为面向太空的大型可展开散热器面板供电的液态循环散热器——将于十月搭载Starcloud-2

starcloud发布的白皮书中其散热方案描述在计算模块内部,为实现高功率密度和节省空间的机架布置,需采用直接接触芯片的液冷或两相浸没冷却方案。这对于最大化每次发射所部署的算力至关重要。冷却子系统的设计原则仿照地面数据中心,做一些硬件调整优化,例如减轻冷媒和冷块的质量。计算模块可充填惰性气体加压,为非液冷部件提供强迫对流冷却;或将整个模块浸没于冷媒中,同时亦可提供额外的辐射屏蔽。

太阳能电池阵所产生的几乎全部电能,以及暴露表面吸收的剩余太阳能,都需要作为废热耗散。Starcloud正在研发一种轻量化可展开散热器与太阳能电池阵并排布置设计——面积极大4km×4km,是迄今为止太空中部署的最大散热器数据中心将需要能够以辐射方式耗散GW级热载荷的散热器。

计算模块内部采用直接接触芯片的液冷或两相浸没冷却,通过冷媒与芯片直接接触带走高密度热量;模块之间通过多个冷却回路将热量传输至外部散热器。在可行环节优先采用两相系统,利用工质相变潜热降低质量流量需求,从而减少泵功耗。

这一技术路径的核心思路是将地面数据中心的液冷方案适配至太空环境,通过泵驱回路将芯片级高密度热量输送至外部大面积辐射器。

图为starcloud-4的5GW太空数据中心愿景图

4.3 Sophia Space

Sophia Space的核心产品基于模块化瓦片阵列的太空数据中心架构TILE为面积一平方米、厘米深的扁平单元。其专利设计了sandwich or layered design多层三明治结构(从向阳面到背阳面依次排布功能层)形成连续的热流路径:

图中为专利计算瓦片层级(computer Tile)

太阳能电池层802)负责吸收入射太阳能并转化为电能;支撑/隔热804/810) 7 微米厚 Kapton 薄膜,维持结构并创建热断裂(Thermal Break)或气隙(806),阻断太阳能热量向电子层传导。电子/计算812)横向分布处理器、内存等,避免堆叠以维持薄型结构。热扩散层818)采用热解石墨(TPG)热管/微流道,将热点横向均匀铺开,消除“热斑”;最终由热辐射层(820):铝包层(Aluminum Cladding)或散热器面板,面向冷空间辐射废热。将废热以红外辐射形式排向深空。整个热管理系统的目标是在高日照通量与高密度电子发热并存的条件下,维持电子元件在可工作温度范围内,同时避免局部“热斑”导致器件失效。完整TILE构建的首次轨道演示预计将在2027年底或2028年初飞行。

航天国家队是我国卫星热控技术的奠基者和核心力量。从东方红一号到空间站,从嫦娥探月到高轨通信卫星,国家队体系掌握了从被动热控到主动流体回路、从近地轨道到深空探测的全谱系热控能力。

4.4 航天科技集团五院(中国空间技术研究院)

4.4.1 北京空间飞行器总体设计部(501部)

航天五院总体设计部研制的空间站热控系统以流体回路为核心,通过特殊液体在管路内的往复循环,将舱内设备及航天员生活产生的热量收集并传输至相应结构实现散热和补热,同时精确控制空间站不同舱段温度。在问天实验舱中,五院研制团队为其配备了三套液冷系统,可支持数千瓦级以上试验载荷的散热需求。其中一套专门为舱外试验载荷进行温度保障的散热回路,首次研制了四通阀技术,在重量上优于国际空间站使用的多阀门调控技术。为保障空间站在轨不少于十五年的长寿命要求,五院热控团队提出了在资源舱壁外安装扩展泵组的构想,为流体回路打造舱内舱外多个"心脏",实现了回路泵的可维修、可更换功能。该系统单条回路传热能力已从神舟飞船的1.5kw提升至中国空间站的8kw,控温精度达正负1℃

环路热管技术是该部的核心产品之一。该技术依靠工质相变实现无外加动力的高效热传输:液体工质在蒸发器毛细芯外表面蒸发吸热,蒸汽流向冷凝器释放热量后冷凝成液体,回流至储液器对蒸发器进行供液,如此循环工作实现热量的无外加动力的高效传输。技术指标:单套传热能力200W1500W,传输距离可达几十米,反重力高度大于10米,工作温区零下60℃80℃,极限热流密度大于30W每平方厘米。应用于嫦娥五号等型号。

用于嫦娥五号的环路热管

4.4.2 529厂(北京卫星制造厂)与星驰恒动——热控涂层批产化

529厂深耕功能涂层研制和涂装技术60余年,至今形成功能涂层产品30余款。20257月,依托五院卓越产品开发计划529厂及其子公司北京星驰恒动科技发展有限公司联合开发的KS-ZTS无机热控涂层和SW-1S有机热控涂层两款适应商业航天需求的热控白漆产品顺利入选卓越供应平台,已获新研热控涂层订单,应用于激光终端CPAQV收发组件、盒体等产品表面。突破了批量化、高反射率、高稳定热控填料可控制备等关键技术。

4.5 航天科技集团八院(上海航天技术研究院)

4.5.1 509所(上海卫星工程研究所)

509所研制的高性能纳米热控薄膜灵感来源于撒哈拉银蚁头部的三维微纳结构。该薄膜散热性能较传统热控涂层提高30%以上,即便在阳光90度角直照情况下仍具有可观的散热能力,这一突出的技术优势解决了卫星阳光受照面散热难题使整星散热面积拓展20%以上。

纳米热控薄膜初期太阳吸收比小于0.06,红外发射率大于0.92,重量小于300克每平方米,1-50GHz频率范围内插损小于0.1dB。采用专用压敏胶膜实施周期小于1传统涂层则为1015天。

五院在泵驱两相流体回路(MPTL)技术领域开展了系统性的试验、仿真和在轨测试工作。2016年,于新刚等研制了结合微槽道技术的泵驱两相氨流体回路,首次搭载多功能飞船缩比返回舱进行在轨飞行试验,实现了271W/cm²热流密度的散热能力。2020年,孟庆亮等搭建了MPTL实验装置,模拟其对航天遥感器的散热效果,研究了主回路与储液器间的传热传质过程及主回路运行特性。2023年,五院团队验证了MPTL系统在高真空、极低温与变化外热流条件下的工作能力及热源频繁开关机时的稳定性。此外,刘庆志等完成了空间短时60kW大功率热源温控回路的运行仿真和设计验证,陈祥贵等将固液相变储热与气液相变传热相结合,经测试能解决大功率空间激光载荷的散热需求。。 

4.5.2 812所(上海卫星装备研究所)——新型无机热控涂层与增材热管

812所成功研发新型白色无机热控涂层,基于高性能无机粘结剂与高光谱反射填料体系,在轨使用寿命是传统涂层的1.52倍,性能指标达到国际先进水平。20231月在厦门科技一号卫星上实现首次全面在轨应用。此外,812所利用增材制造技术突破狭小空间热传输难题,增材制造热管已实现在轨应用;还研制出抗辐射热控一体化薄膜,抗质子、电子辐射防护效能是同面密度铝板的两倍。

4.5.3 国家重点研发计划——在轨组装大型高轨卫星平台

十四五国家重点研发计划地球观测与导航重点专项由中国航天科技集团八院牵头,509所负责技术抓总。项目联合上海交通大学、北航、哈工大、北理工、东华大学6家单位,开展可组装平台机、热、控制等多功能动态重构及验证,柔性低功耗高效智能热控等多项技术研究。

五、 国外热控技术供应商分析

5.1 Redwire Space

Redwire 是一家美国航天基础设施与空间技术企业,业务覆盖航天器平台、太阳能阵列、可展开结构、微重力制造、传感器与电子设备、射频载荷以及空间基础设施等多个领域。公司当前的发展定位是为空间基础设施建设提供关键技术与产品支持。其主力产品包括Q-RadQ-store

Q-RadRedwire公司推出的一款高性能可展开辐射散热组件(Deployable Radiator Assembly),其核心原理基于超高导热固态材料实现全被动热控,具备紧凑、轻量化、模块化的设计特征。系统由散热面板、柔性铰链及定制安装接口三部分构成,其中铰链与散热面板之间实现热隔离设计。该产品面密度为每平方米3.54.9千克,铰链热导为1瓦每开尔文,展开角可在0度至180度范围内按需定制。散热面板尺寸、安装螺栓布局及散热器总面积均可根据具体任务的散热需求或热偏置要求进行放大或缩小。适用场景涵盖低地球轨道(LEO)任务、深空任务、行星任务及通用航天飞行应用。该产品拥有数十年飞行继承经验,同时融合了商业航天平台的快速迭代文化。

除辐射器产品外,Q-StoreRedwire公司开发的被动式相变储热面板(Thermal Energy Storage Panel),以蜡基相变材料(PCM)为核心储能介质,通过固-液相变潜热吸收航天器运行过程中的瞬时峰值热负荷,从而实现三项核心功能:抑制峰值温度、增强系统等温性以及改善多载荷间的热量均担。该产品组成为优化的PCM与面板质量配比,内置导热通道结构及可定制几何外形,其交付周期较短。从规格参数来看,Q-Store最小可制造尺寸为5.0厘米×5.0厘米×0.5厘米(对应储能容量约2470焦耳),最大可制造尺寸达105厘米×105厘米×3.0厘米(对应储能容量约6500千焦);储能密度为每克蜡基PCM 215250焦耳;相变温度的定制范围覆盖零下10摄氏度至零上61摄氏度。产品最小厚度仅0.5厘米,为航天器舱内极端空间约束下的热管理提供了可行方案;最大规格可达约1平方米级面板,单板储能容量达到兆焦量级,足以应对大型航天器或长周期任务的瞬态热载荷。适用场景涵盖行星任务、LEO任务、深空任务及通用航天飞行应用。

5.2 Advanced Cooling TechnologiesACT

Advanced Cooling TechnologiesACT)是美国航天热管理领域的重要专业企业,长期专注于两相传热技术、高性能热控组件及系统级热管理解决方案研发。

从航天热控产品布局来看,常导热热管(Constant Conductance Heat PipeCCHP)是ACT最成熟的航天产品之一。该产品采用轴向沟槽毛细结构,通过工质蒸发和冷凝循环实现高效热量传输,能够以较小温差将热量从热源输送至散热区域。ACT指出,CCHP广泛用于卫星载荷热管理、设备均温化以及辐射器热增强系统。其CCHP产品累计实现超过1亿小时的空间飞行时间,反映出该技术已获得长期飞行验证。

在高功率热量输运方面,环路热管(Loop Heat PipeLHP)是ACT重点发展的核心技术之一。ACT表示,环路热管能够在无需机械泵的条件下实现长距离、大热量输运,其传热能力高于传统热管,因此广泛用于高功率载荷与大型辐射器之间的热量传输。公司能够自主制造环路热管关键部件

在下一代热管理技术领域,ACT正在积极推进脉动热管(Pulsating Heat PipePHP)或振荡热管(Oscillating Heat PipeOHP)的研发。与传统热管依赖毛细结构实现工质回流不同,脉动热管利用封闭通道内液塞和气泡的自激振荡完成热量传输,具有结构简单、重量更轻、制造成本较低以及适合增材制造等优势。由于能够在较高热流密度条件下保持优异传热性能,脉动热管被认为是未来星载高性能计算平台和人工智能载荷热管理的重要候选技术。目前NASAJPL以及ACT均将其列为重点研究方向。

在热量存储领域,ACT提供基于相变材料(PCM)的热沉产品。根据公司介绍,相变储热系统能够利用材料熔化和凝固过程中吸收或释放潜热,实现热负载削峰和温度波动缓冲。ACT将该类产品定位于轨道阴影期、峰值热负载以及设备生存温控场景。公司公开宣传资料显示,相变材料熔点可根据具体任务需求进行定制。

除热量传输和存储技术外,辐射器技术已成为ACT近年来重点发展的方向之一。公司推出的蜂窝辐射器面板(Honeycomb Radiator Panel)采用蜂窝夹层结构,并可在结构内部嵌入常导热热管,实现结构承载与散热功能一体化。该产品能够同时承担航天器结构面板和热辐射散热面功能,可应用于卫星散热器、载荷散热面板、空间站热接口面板以及可展开散热翼等场景。ACT特别指出,通过将蜂窝辐射器与环路热管结合,可以为高热流密度、小体积卫星提供可展开散热能力。

从公开研发方向来看,ACT正在推进若干下一代航天热控技术。公司列出的前沿研究方向包括:3D打印环路热管、可展开辐射器、低温热管、热开关、热控阀以及面向月球和深空探测任务的热管理技术。其中,“3D打印环路热管+可展开辐射器被列为重点研发概念之一,反映出公司正在探索更轻量化、更高集成度的热控架构。需要指出的是,这些内容目前属于研发和技术储备方向,公开资料尚未显示其已经形成批量商业产品或实现大规模在轨应用。

5.3 ARQUIMEA(西班牙)

ARQUIMEA(全称ARQUIMEA Group)是欧洲航天热控与精密结构技术领域的重要企业。公司成立于2005年,2022年收购了热控经验丰富IberEspacioARQUIMEA的热管、热结构面板和环路热管(LHP)等产品已参与超过180次太空任务,客户覆盖ESANASA以及全球主要卫星制造商。

1、热管与环路热管(LHP

ARQUIMEA 的热管提供三种标准型材:轴向型、动脉型和二极管型。也可提供根据具体任务需求定制的型材。此外,该公司热管可实现单孔、双孔或四孔连接,并支持直线型、二维弯曲型和三维弯曲型。该公司与主要航天机构和卫星运营公司合作开展大型项目,参与不同的国际任务。

图为:ARQUIMEA环路热管

2、热结构面板与多功能夹层板

ARQUIMEA 将热管嵌入碳纤维蜂窝夹层板中,研制出兼具高结构强度和高效热传导能力的热结构面板,并可运行于单层或多层热管网络。面板交付时已配备齐全,可与所有结构组件、嵌件、SSM(如 OSR)、加热器、线束和热敏电阻集成。

该面板采用铝皮和铝蜂窝结构,能够承受从低温到高温的极端温度。面板尺寸最大可达18平方米。曾参与过多次大型太空任务。该技术已应用于多款高精度遥感卫星的载荷安装面板和卫星平台主结构。是高质量效率卫星平台的核心使能技术之一。

图为:热结构板

3、可展开散热器

ARQUIMEA研制的可展开辐射散热器采用轻型展开机构和多回路热管结构的集成设计,内置冷凝器管线,确保高功率和高导热性。其面积最大可达 平方米。

图为可展开辐射板

5.4 三菱电机(Mitsubishi Electric Corporation, MELCO

三菱电机自20世纪70年代起作为日本政府航天项目的供应商进入航天领域,是日本具备卫星从开发设计到组装测试全流程集成能力的制造商。公司在神奈川县相模原市设有航天级复合材料产品主工厂,可在同一厂房内完成太阳电池板、基板面板和热管面板的自主制造。三菱电机的航天产品已被全球650余个客户项目采用,应用于LEOMEOGEO及月球(地月空间)等各类轨道任务。

其产品包含(1)热管:提供单孔(single-bore)和双孔(double-bore)两种标准类型的固定导热铝/氨热管。通过减薄管壁和增加沟槽实现10-20%的质量减轻,可根据客户要求提供多种截面几何形状及3D弯曲热管。3D打印热管处于研发中,沟槽结构设计的基准样机(BBM)已完成评估。

2)热管面板:将热管嵌入卫星结构面板中,形成兼具结构承载与热扩散功能的热管面板。自1987年以来已交付超过1,000块,无在轨故障报告。典型尺寸5 m × 2.5 m,最大可扩展至6.5 m × 3.4 m,工作温度范围-40°C+60°C,可灵活安装涂层、加热器和光学太阳反射镜(OSR)。代表性采用项目包括IntelsatEutelsatEchostar等全球主要卫星运营商。

3)可展开散热器:散热器面板在发射时通过保持与释放机构固定于卫星本体结构表面,入轨后由展开机构将面板展开以增加散热面积。面板包含冷凝管,卫星本体结构包含蒸汽管,两者通过柔性管连接。双面板构型可在入轨后向相反方向展开。

4)泵式排热系统:开发了航天器用泵式排热系统,通过第一泵、第一蒸发器及制冷剂流路实现高效热传输。在泵与散热器之间的制冷剂流路中连接储液器,在微重力环境下防止气泡流入泵体。

5)新材料技术:开发了高导热、高强度的层压碳纤维复合材料(CFRP)作为卫星壳体材料,将碳纤维的强化方向与铝质散热管调整一致以减轻热应力。在ETS-VIII可展开散热器面板设计中采用了高导热沥青基石墨纤维作为面板蒙皮材料。

5.5 热控涂层供应商

5.5.1 Socomore

Socomore为法国公司,拥有超过50年历史,专注于为航空航天行业提供表面处理、防护和处理解决方案。2016年收购Lord CorporationAeroglazeChemglaze系列产品,2019年收购MÄDER集团航空航天涂料业务。公司产品获得波音、达索航空、中国商飞、通用电气等航空制造商认证。

提供完整的航天热防护涂料和清漆产品线,包括AEROGLAZE系列顶涂层。AEROGLAZE Z306为单组分湿气固化聚氨酯涂层,具有低出气特性(TML 1.0%CVCM 0.02%),高太阳吸收率(>0.95)和高热发射率(0.90),工作温度范围为-150°C104°C(短期耐温121°C)。产品获得NASALockheed MartinBoeing等认证。AEROGLAZE系列曾应用于NASA哈勃望远镜、航天飞机计划等项目。

图源:socomore官网

5.5.2 AZ Technology

AZ Technology位于美国,是航天热控与导电涂料的专业制造商。公司具有广泛的太空飞行经验,涂层材料曾在俄罗斯和平号空间站暴露约9个月,参与MIR MEEP POSA-I实验约1年,并通过材料国际空间站实验(MISSE)经受4年以上太空暴露。目前产品已连续在国际空间站运行超过10年。客户覆盖NASAESA

其产品(1AZ-93无机白漆:太阳吸收率0.15±0.02,热发射率0.91±0.02,为航天器白漆热控涂层基准产品,已在国际空间站使用超过十年。涂层采用无机硅酸盐粘结剂系统,可弯曲陶瓷涂层,耐原子氧侵蚀、带电粒子辐射和真空紫外辐射。其前体曾在长期暴露设施(LDEF)上在轨5.8年,太阳吸收率整体退化仅0.01。通过原子氧(5.6×10²² atoms/cm²)、带电粒子辐射(4.5×10¹⁵ e⁻/cm²)和真空紫外辐射(701等效太阳小时)测试,太阳吸收率退化小于4%,热发射率变化小于1%。(2AZ-410有机超白漆:硅酮基涂层,太阳吸收率低至0.06-0.10(最佳干膜厚度8-12密尔时),热发射率0.91±0.03,工作温度范围-190°C250°C持续运行。(3AZ-2000-IECW导电白漆:太阳吸收率0.28±0.02,热发射率0.90±0.02,薄层电阻10⁴10⁶ Ω/sq,适用于极光轨道卫星等带电粒子轰击环境。(4TMS-800Y无机黄色标记涂层:太阳吸收率0.370±0.01,热发射率≥0.80,用于航天器EVA扶手和Beta布标记。(5ML-210-IB黑色热控涂层:太阳吸收率0.98±0.02,热发射率0.91±0.02,工作温度-180°C600°C。(6AZ-3700-LSW低发射率涂层:太阳吸收率0.22-0.25,热发射率0.25-0.33,薄层电阻10⁶10⁹ Ω/sq,工作温度-180°C600°C

图为AZ-97on NASA logo and Navigation Targets for International Space Station Assembly

5.5.3 Huntington Ingalls Industries (HII)

HII为美国最大军用造船商,其先进材料与涂层实验室(AMCL)专为航天工业开发热控涂层。AMCL旨在增强HII为星际和载人任务以及国际空间站创造专业涂层技术的能力。

AMCL开发的热控涂层工作温度范围覆盖-270°C800°CZ-93P涂层曾用于国际空间站。

图源:HII官网AMCL介绍

5.6 热控薄膜/胶带/MLI供应商:

5.6.1 Dunmore Aerospace(含Sheldahl

Dunmore为全球工程涂层和层压薄膜制造商,自1985年起为航天工业提供材料解决方案。Sheldahl成立于1955年,拥有超过65年历史,现为Dunmore旗下品牌,参与了NASA首个卫星计划、所有载人航天任务。

其产品(1)多层隔热(MLI)薄膜:自20世纪80年代中期以来参与了全球几乎所有航天项目。STARcrest™多层薄膜用于制造航天器被动热控系统MLI隔热毯,应用于结构件、仪器、天线、散热器、线束和遮阳罩等。金属化聚酯薄膜作为MLI内层反射层,由1540层功能膜和织物组成,典型外部表面α/ε值为3.5,工作温度-250°C120°C,厚度范围6.4-127μm。压花双面镀铝聚酯薄膜通过压花图案最小化层间物理接触,阻断传导路径。(2Satkit:专为小卫星和CubeSat预切成标准构型(如1U)的MLI材料套件,包括DE330DE076DM116DM100MLI薄膜。(3DUN-DIFFUSE™白色Kapton®聚酰亚胺薄膜:2024年推出的新型MLI薄膜,100 Ga25微米),真空沉积铝(VDA)金属化,表面涂覆ITOStaMet,具有高发射率、中等吸收率、低α/ε比,可作为MLI外层或散热器二次表面镜(SSM)。(4ITO镀铝Kapton®薄膜:外表面α/ε0.660.70,工作温度-185°C150°C,用于MLI外表面,可消散表面电荷以减轻静电放电(ESD)事件。(5)第二表面镀银FEP胶带:作为散热器涂层,反射入射太阳能同时高效发射航天器热能。(6MLI多层隔热毯及单向拼接胶带。产品曾用于哈勃太空望远镜、国际空间站、MAVEN火星探测器、NuSTARLADEE、火星科学实验室"好奇号"、詹姆斯·韦伯太空望远镜等任务。NASA小卫星技术状态报告提及BioSentinel 6U航天器(2022年作为Artemis I任务次级载荷发射)广泛使用Sheldahl的金属化胶带涂层和第二表面镀银FEP胶带控制外部热辐射环境和整体能量平衡。

5.6.2 NASA GSFCNASA戈达德太空飞行中心)

NASA戈达德太空飞行中心开发了多种热控涂层和MLI材料,包括VDA涂层、银复合涂层、铝复合涂层及可调发射率涂层等。第二表面镀银FEP胶带作为散热器涂层,反射入射太阳能同时高效发射航天器热能。

5.7 热带供应商:

5.7.1 Technology Applications Inc. (TAI)

TAI位于美国科罗拉多州博尔德,自称全球最大的热缩带(柔性热链接)制造商。团队拥有超过82年的热缩带设计、制造与认证经验。公司从不外包,所有热缩带均在内部设计和组装。客户包括NASA、JAXA、ESA、空客等。

CuTS®铜热缩带:采用OFHC UltraFlex I和II铜缆制造,提供100多种标准型号,包括72种为热门低温冷却器设计的标准型号。室温下导热能力超过1.75 W/K,在10K和40K低温下接近4 W/K。(2)PyroFlex®石墨片热缩带:采用热解石墨薄膜技术,材料导热率高达1,350-2,500 W/(m·K),具有高导热/低质量特性。(3)GFTS®石墨纤维热缩带。(4)镀金镀镍热缩带及铝铜混合热缩带。此外,TAI还提供低温冷却器集成和接口、振动隔离、热交换器和电子元件及外壳热管理等专业产品。

5.7.2 Thermotive

Thermotive专注于高品质铝箔和铜热缩带。

提供定制及标准产品(Lab系列和Standard系列),包括编织或箔结构热缩带,致力于缩短交期、降低成本。铝热缩带体积比铜大约69%,但由于铝的导热率与质量比几乎是铜的两倍,通常是最佳飞行选项。Pyrovo热解石墨膜(PGF)热缩带曾用于JPLASTERIA CubeSat2017年)和Mars 2020火星车任务。

5.7.3 Space Dynamics Laboratory (SDL)

SDL隶属于美国犹他州立大学,为美国14个大学附属研究中心之一。核心能力包括光电传感器系统、校准、热管理、侦察系统和小卫星技术。总部位于犹他州洛根,在阿尔伯克基、贝德福德、华盛顿特区、洛杉矶、亨茨维尔、科罗拉多斯普林斯和休斯顿设有办事处。

1)铝箔热缩带:1994年首次开发热缩带技术,为詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)提供35套热链接和复合材料支撑结构组件,采用高纯度铝箔制造,最大化热导率。(2)热解石墨片(PGS)热缩带:用于Roman太空望远镜日冕仪仪器的低温热子系统,显著降低质量。80K以上导热能力优于金属热缩带,密度低于金属箔。PGS导体棒技术的质量比热导率是传统铝导体棒的两倍以上。(3)无焊料热缩带技术:已开发相关技术。SDL自20世纪70年代以来一直处于空间热技术前沿,为JWST、Roman太空望远镜等任务提供热子系统。子系统包括带有集成热带和结构支撑的散热器、低温杜瓦瓶系统以及用于精确温度控制的热电冷却器控制子系统。SDL 还设计、制造和应用多层隔热材料(MLI)包层。

5.7.4 Thermal Management Technologies (TMT)

TMT工程研发公司,为卫星以及商业和工业系统提供热力学和机械解决方案。开发了一种用于快速组装模块化航天器的被动式热控制技术,该技术结合了高导热铰链和高度均匀的散热器表面。TMT可展开式散热器将高导热铰链与高度均匀的散热器表面集成。这种组合提供了一种高效散热的散热器,能够满足严苛需求。

其热带产品1)柔性热缩带:铜(编织或箔)和铝(仅箔)制成,可根据客户需求定制。产品涵盖从小型(0.6 W/K)到大型(约50cm长、1.5 W/K的90K腔体热扩展器)。(2)PCM热沉:轻量化、高储能密度,适用于地面和航天应用。(3)SPOT结构(标准被动轨道热控结构):将热扩展技术集成到卫星结构中,提供6U、12U、Launch-U和ESPA四种标准配置,TRL 4级。(4)热开关、隔离器、热管、散热器、多功能结构及定制工程解决方案。

5.7.5 Boyd Corporation

Boyd Corporation为全球领先的密封、热管理与保护解决方案提供商,拥有超过90年经验。其产品k-Core®(封装石墨)热缩带采用退火热解石墨(APG)芯材,封装在聚酰亚胺、铜或铝箔中。有效导热率高达1,000-1,200 W/mK,是固体铝的五倍、固体铜的三倍。提供各向同性热导率,质量比铝轻、导热性能优于实心铝和铜。可作为固体金属方案的直接替代品。适用于航空电子冷却、电子机箱、热屏蔽、散热器、电源转换器、激光二极管等航天和卫星通信应用。

5.8 热界面材料供应商

5.8.1 Parker Chomerics

Parker Chomerics为派克汉尼汾旗下品牌,全球热界面材料(TIM)领导者。

其产品1)THERM-A-GAP®间隙填充垫:包括80LOE、70TP、60、30等型号,提供多种厚度和导热率选择。(2)THERM-A-GAP GEL®:单组分、无需固化凝胶,适用于大间隙或垂直间隙,保持柔软不开裂。(3)THERMFLOW®相变材料。(4)THERM-A-GREASE®导热硅脂:15、30、50、70等型号。(5)THERM-A-FORM® 1641:单组分RTV硅酮弹性体,导热系数0.9 W/m·K。产品适用于航空航天和卫星应用,提供高效散热、降低界面热阻、改善系统稳定性和可靠性。

5.8.2 NeoGraf Solutions

NeoGraf Solutions总部位于美国俄亥俄州克利夫兰,在美国、欧洲和亚洲设有运营机构,拥有超过140年石墨材料创新历史。

1)eGraf® HiTherm™热界面材料:专为长寿命、关键任务应用设计,采用柔性石墨片材,具有低接触电阻和高导热率。面内导热率高达200 W/mK,通过平面导热率约10-16 W/mK。耐温高达400°C,不排气、不随时间降解,可重复使用或返工。已列入NASA出气数据库,应用于包括哈勃太空望远镜和国际空间站在内的数百颗卫星。(2)SpreaderShield™柔性石墨散热器:薄型可模切散热器,可替代铝散热片以减轻质量。(3)NeoNxGen™厚柔性石墨:单层高性能石墨,面内导热率约900-1100 W/mK。适用于固态照明、计算、电力电子、电信、热电设备等应用。

5.8.3 Laird Performance Materials / Laird Thermal Systems

Laird Performance Materials现为杜邦旗下企业,全球领先的高性能热界面材料制造商。Laird Thermal Systems为全球热电冷却器领导者之一。

1)Tflex™间隙填充垫:包括SF16(2025年推出,非硅酮基,导热率16 W/mK)、SF4、SF7、SF10等型号,广泛用于AI数据中心和汽车应用。Tflex™ HP34采用取向石墨纤维,提供替代导热脂的方案。(2)Tgel™可点胶TIM。(3)IceKap™等系列产品。(4)OptoTEC™ MBX系列微型热电冷却器:最小尺寸1.5 x 1.1 mm,厚度0.65 mm,热抽运密度高达43 W/cm²,温差高达82°C(环境温度50°C),通过Telcordia GR-468 CORE认证。(5)OptoTEC™ OTX/HTX系列:增强型微型热电冷却器,尺寸3 x 4 mm,最大制冷功率10W,ΔTmax高达82°C(热端50°C)。(6)UltraTEC™ UTX系列高性能热电冷却器。(7)多级MS系列热电冷却器。(8)PCX系列功率循环热电冷却器。

5.8.4 Henkel / Bergquist

Henkel旗下Bergquist品牌,提供完整TIM产品线。

1)GAP PAD®间隙填充垫:包括TGP 10000ULM、TGP 12000ULM、TGP 3000ULM、TGP 40000SF(40 W/mK,非硅酮)等型号,导热率范围广泛,最高达40.0 W/mK。提供硅酮和非硅酮配方,适用于航空航天和卫星应用。TGP 7000ULM专为航空电子模块、光学收发器、ASIC等高性能应用设计。(2)SIL PAD®系列。(3)LOCTITE®相变材料。产品用于IC与散热器之间、半导体冷却、内存模块、电源、IGBT模块、信号放大器等应用。

5.8.5 Indium Corporation

Indium Corporation成立于1934年,总部位于美国纽约州。

1)金属热界面材料(sTIMs):铟金属体导热率达86 W/mK,为业界最高之一。提供焊料TIM解决方案,通过回流形成金属间化合物键合,接触电阻最低。(2)Heat-Spring®可压缩金属TIM:专利产品,为软金属合金TIM(SMA-TIM),适用于TIM1.5、TIM2和老化测试应用,无需回流。利用铟金属的优异导热性和延展性,不会溶解在单相和两相浸没冷却液中,是领先OEM用于浸没式冷却数据中心的首选TIM。提供多图案表面以优化与非平面表面的接触,在压缩接口中提供均匀热阻,不泵出、不烘烤老化,具有极长使用寿命。(3)液态金属TIM:镓基液态金属,100%润湿,无需背面金属化。(4)相变金属合金TIM:提供多种无镓合金,相变温度在60°C至80°C之间。

5.8.6 Carbice Corporation

Carbice成立于2011年,总部位于美国佐治亚州亚特兰大,由佐治亚理工学院Dr. Baratunde Cola创立。公司已获得AS 9100D和ISO 9001:2015认证,建有全球最大的垂直排列碳纳米管制造工厂,年产能1000万平方英寸,计划扩至1亿平方英寸。

1)Carbice® Pad热界面材料:基于垂直排列碳纳米管(CNT)技术,CNT锚定在薄铝基板上,表面具有纳米级聚合物涂层。面内导热率200 W/mK,在轨运行超过6年,应用于30多颗卫星,包括地球静止通信卫星和合成孔径雷达卫星。消除泵出、分层和压缩形变等失效模式。(2)Space Pad:用于航天器关键项目,2024年与RTX旗下Blue Canyon Technologies合作,2025年与SWISSto12合作集成至HummingSat平台。(3)Ice Pad:面向消费电子市场的高性能冷却垫。2024年10月与陶氏化学建立战略合作伙伴关系,开发多代热界面材料产品。

5.8.7 Lockheed Martin

Lockheed Martin为航天级低温冷却器行业领导者,过去40年成功在轨飞行超过25台低温冷却器。拥有超过40年航天低温学经验。

1)MICRO 1系列微型低温冷却器:重量约11盎司(约312克),为当时最轻的卫星低温冷却器,预期寿命至少10年。MICRO 1-1型为1U构型,重0.350kg,功率15W,1W冷却@150K冷端,已集成于LunIR CubeSat(Artemis I任务),TRL 7-9。MICRO 1-2型1W冷却@105K,为欧罗巴快船(Europa Clipper)任务的MISE仪器优化,TRL 6。MICRO 1-3型最大冷却2.9W@200K,TRL 5。(2)焦耳-汤姆逊微型低温冷却器:已开发相关技术。

5.8.8 AIM Infrarot-Module(德国)

AIM成立于1976年,拥有超过40年经验,总部位于德国。

开发和生产红外探测器及斯特林低温冷却器。

5.8.9 SunPower / AMETEK

SunPower为自由活塞斯特林发动机和低温冷却器制造商,已被AMETEK收购。

CryoTel系列低温冷却器,包括CryoTel DS Mini和CryoTel MT,<2U构型,重1.20kg,功率45W,1.8W@77K(23°C散热),MTTF超过200,000小时(>14年),可运行至40K,TRL 6。CryoTel MT重2.10kg,功率80W,5W@77K(23°C散热),MTTF>23年,可运行至40K,TRL 6。RHESSI卫星(2002年2月发射)使用了SunPower低温冷却器,连续运行超过131,000小时。

5.9.10 Ricor(以色列)

Ricor成立于1967年,为微型低温冷却器市场领导者。全球超过250,000个关键应用中使用其产品。

K508 RoHS版本已推出。内置机载温度控制器,提供待机、远程关机和过温/过流保护。曾用于好奇号(Curiosity)火星探测器CheMin仪器(冷却CCD探测器至173K)和MESSENGER水星探测器伽马射线光谱仪。

5.9.11 Custom Thermoelectric

Custom Thermoelectric基于固态半导体材料制造冷却、加热和发电产品,所有材料和组装均在内部完成。

提供定制热电设备(Peltier器件),包括非标准尺寸、特殊性能参数、定制电流/电压、嵌入式传感器、高G或高温环境能力等。1261G-7L31-04CQ模块质量约0.025kg。无移动部件、不受零重力影响,是太空应用的理想选择。还提供使用热电设备的定制组件和完整温度控制系统构建的辅助产品线。

5.9.12 FerroTec

FerroTec成立于1980年,总部位于日本,在美国、德国、日本和中国设有工厂。热电业务始于1992年,现为全球热电冷却器销售领导者之一。

1)热电模块(Peltier冷却器):尺寸从2.3 mm x 3.3 mm(微型)到Imax高达36A的大功率模块,提供单级、多级和定制模块。(2)热循环热电模块:70系列专为温度循环应用优化,寿命显著延长。(3)高功率热电模块:在标准热电冷却器尺寸内实现增加的冷却能力和效率。(4)薄膜基板热电模块:可快速原型化为几乎任何形状,可添加内部热敏电阻或定制外部金属化图案。可实现毫秒级快速响应和±0.1°C高精度温度控制。(5)热电组件:为选定OEM客户提供基于热电的集成组件。(6)温度控制器:专为热电模块控制设计。产品用于导弹和航天器的温度控制系统。
以上,完。
接下来,深空矩阵还会陆续推出抗辐照芯片设计、超大太阳能帆板等相关研究报告,敬请关注。