Tecnologias atuais
Cobertura
O revestimento (em inglês, thermal coat ou simplesmente coating) é a técnica de TCS mais simples e barata. O revestimento é a tinta ou produto químico mais sofisticado aplicado às superfícies das espaçonaves para diminuir ou aumentar a transferência de calor. A característica do tipo de revestimento depende da sua capacidade de absorção, emissividade, transparência (transparência (física)) e refletividade. A principal desvantagem do revestimento é que ele se degrada rapidamente devido ao ambiente operacional.
Isolamento multicamadas (MLI)
O isolamento multicamadas (MLI) é o elemento de controle térmico passivo mais comum usado em espaçonaves. O MLI evita perdas de calor do ambiente e aquecimento excessivo do ambiente. Os componentes da espaçonave, como tanques de combustível, linhas de propelente, baterias e motores de foguetes sólidos, também são cobertos com mantas MLI para manter as temperaturas operacionais ideais. O MLI consiste em uma camada de cobertura externa, uma camada interna e uma camada de cobertura interna. A camada externa precisa ser opaca à luz solar, pois gera uma pequena quantidade de contaminantes particulados e é capaz de sobreviver ao ambiente e à temperatura aos quais a espaçonave também está exposta. Alguns materiais comuns usados na camada externa são fibra de vidro, pano impregnado com PTFE Teflon, PVF reforçado com Nomex e colado com adesivo de poliéster e FEP Teflon. O requisito geral da camada interna é que ela tenha baixa emissividade. O material mais comum que essa camada usa é o Mylar aluminizado, que fica em um ou ambos os lados. As camadas internas são geralmente finas em comparação com a camada externa para economizar peso e também são perfuradas para ajudar a liberar o ar preso durante o lançamento. O invólucro interno voltado para a espaçonave e o hardware é usado para proteger as finas camadas internas. As tampas internas geralmente não são aluminizadas, para evitar curtos-circuitos elétricos. Alguns dos materiais utilizados nas redes excedentárias internas são as redes Dacron e as redes Normex. Mylar não é usado devido a questões de inflamabilidade. As mantas MLI são um elemento importante do sistema de controle térmico.
Grelhas
As venezianas são elementos ativos de controle térmico usados de muitas maneiras diferentes. Mais comumente colocadas sobre radiadores externos, as grades também podem ser usadas para controlar a transferência de calor entre as superfícies internas da espaçonave ou colocadas em aberturas nas paredes da espaçonave. Uma grade em seu estado totalmente aberto pode rejeitar seis vezes mais calor do que em seu estado totalmente fechado, sem necessidade de energia para operá-la. A grade mais utilizada é a grade bimetálica com mola, ou seja, uma grade retangular de folhas, também conhecida como grade veneziana cega. Os conjuntos da grade do radiador veneziana consistem em cinco elementos principais: placa de base, lâminas, atuadores, elementos sensores e elementos estruturais.
Aquecedores
Aquecedores são usados em projetos de controle térmico para proteger componentes em condições ambientais frias ou para compensar o calor que não é dissipado. Os aquecedores são usados com termostatos ou controladores de estado sólido para fornecer controle exato da temperatura de um componente específico. Os aquecedores também são usados para aquecer componentes até temperaturas operacionais mínimas antes de serem ligados.
O tipo mais comum de aquecedor usado em espaçonaves é o aquecedor de remendo, que consiste em um elemento de resistência elétrica imprensado entre duas folhas de material flexível e eletricamente isolante, como o Kapton. O aquecedor de patch pode conter um único circuito ou vários circuitos, dependendo se a redundância é necessária ou não dentro dele. Outro tipo de aquecedor, o aquecedor de cartucho, é frequentemente usado em blocos de material ou componentes de alta temperatura para aquecer, como propulsores. Este aquecedor consiste em um resistor espiral encerrado em uma caixa metálica cilíndrica. Normalmente, um furo é feito no componente que está sendo aquecido e o cartucho é encapsulado no furo. Os aquecedores de cartucho têm geralmente um quarto de polegada ou menos de diâmetro e alguns centímetros de comprimento.
Outro tipo de aquecedor usado em espaçonaves são as unidades de aquecimento por radioisótopos, também conhecidas como RHUs. Os RHUs são usados para viajar até as plantas externas de Júpiter, devido à baixa radiação solar, o que significa que a energia é gerada a partir de painéis solares muito valiosos. Esses aquecedores não requerem energia elétrica da espaçonave e fornecem calor direto onde for necessário. No centro de cada RHU está um material radioativo que se decompõe para fornecer calor, sendo o material mais comumente usado o dióxido de plutônio. Uma única RHU pesa apenas 42 gramas e cabe em uma caixa cilíndrica de 26 mm de diâmetro e 32 mm de comprimento. Cada unidade também gera 1 W de calor no encapsulamento, porém a taxa de geração de calor diminui com o tempo. Um total de 117 RHUs foram utilizados na missão Cassini.
Radiadores
Os radiadores são superfícies com alta emissividade no espectro infravermelho para maximizar a rejeição de calor e baixa absortividade no espectro visível para limitar a retenção da radiação solar. A maioria dos radiadores dissipa entre 100 e 350 W/m² de calor gerado internamente por equipamentos eletrônicos. O peso dos radiadores varia de zero, quando um painel estrutural existente é utilizado como radiador, a 12 kg/m² para um radiador pesado desdobrável com estrutura de suporte.
tubos de calor
Os tubos de calor usam um ciclo líquido bifásico de fluxo fechado com um evaporador e um condensador para transportar quantidades relativamente grandes de calor de um local para outro sem a necessidade de energia elétrica.