Faţa nevăzută a … lui Goliat

25 FEBRUARIE 2012

După cum se ştie din mass-media, pe 13 februarie 2012, primul satelit artificial ştiinţific proiectat şi fabricat integral în România sub coordonarea Agenţiei Spaţiale Române, a fost plasat pe orbita terestră de la o bază din Guyana Franceză cu ajutorul rachetei Vega aparţinând Agenţiei Spaţiale Europene. Având forma unui cub cu latura de numai 100mm, greutatea de 1062gr şi o putere de 2W intră în categoria nanosateliţilor, dar, parafrazându-l pe Armstrong (“Un pas mic pentru om…”), Goliat reprezintă o etapă intermediară a programului de dezvoltare şi operare a nanosateliţilor în cadrul unor misiuni complexe de observare, cercetare şi realizare de măsurători ştiinţifice de pe orbita terestră joasă. Ceea ce nu se ştie este munca depusă în spatele acestui proiect, provocările tehnice şi tehnologice, experienţa acumulată pentru găsirea soluţiilor optime de realizare.

Figura 1: Şablon din poliimidă

Figura 2: Inspecţia optică a depunerilor de pastă

Aportul CETTI – ITA a constat în asamblarea electronică a celulelor solare pe suporturile care formează feţele cubului. Soluţia aleasă de Institutul de Ştiinţe Spaţiale (IŞS) – celule pe bază de germaniu care trebuiau să fie conectate pe un cablaj tip FR4 – punea probleme deosebite Centrului nostru: în primul rând, controlul perfect al temperaturii astfel încât să nu se depăşească temperatura de 150°C care ar fi dus la distru­gerea celulelor. Dintre posibilităţile noastre de asamblare disponibile cea mai bună soluţie a fost utilizarea tehnologiei de lipire în condensare; apoi, controlul maşinii de lipire în atmos­feră de vapori, SLC309, care utilizează un lichid având temperatura de fierbere de 240°C, pentru obţinerea profilurilor termice utilizând paste de lipire cu temperaturi de

Figura 3: Placa cu celule solare pe sania maşinii de lipire

topire joase.

Figura 4: Placa cu celule solare în camera cu vapori

Din acest punct de vedere producătorul maşinii, IBL Löttechnik nu a luat în considerare decât contactarea cu aliaje mergând până la tempera­tura clasicului SnPb (183°C). S-au experimentat două tipuri de paste de lipire: pasta fără plumb CVP-20 pe bază de bismut, cu temperatura de topire de 138°C şi pasta pe baza unui aliaj SnBiPb, cu temperatura de topire 96°C. Utilizând versatilitatea programării maşinii şi urmărind răspunsul plăcii FR4 la diferitele profiluri aplicate prin conectarea unor termocuple pe cablaj, precum şi prin inspectarea optică a aliajului retopit şi solidificat, s-au obţinut mai multe profile termice posibile. Proba finală a constituit-o asamblarea unei celule şi măsurarea tensiunii generate în urma căreia s-a optat pentru utilizarea celei de-a doua paste de lipire. Plăcile au fost apoi asamblate succesiv.

Figura 5: Cele şase plăci cu celule solare asamblate ale nanosatelitului Goliat

Depunerea pastei de lipire s-a realizat prin procedeul de printare manuală printr-un şablon din poliimidă (kapton) proiectat şi realizat prin frezare tot de către CETTI- ITA (figura 1) pe o maşină ProtoMat M100H/F, LPKF. Depozitele de pastă au fost inspectate optic (figura 2) pentru evitarea defectelor de printare. Plantarea celu­lelor s-a realizat utilizând o pensetă cu vacuum. Plăcile având celulele solare aşezate pe depo­zitele de pastă au fost introduse în maşina de lipire în atmosferă de vapori (figura 3, figura 4), iar după contactare au fost măsurate. Celulele solare (figura 5) nu au avut de suferit din cauza profilului termic care, după cum se poate observa şi pe imaginea interfeţei om – maşină din figura 3, nu a depăşit temperatura de 140°C.

Ing. Gaudenţiu Vărzaru, CETTI – ITA
Dr. Ing. Ioan Plotog, CETTI – ITA
Prof. Dr. Ing. Paul Svasta, CETTI – ITA
Dr. Ing. Iulian Buşu, IŞS–Laborator 430 Gravitaţie

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre