A infraestrutura lunar desagregada exige métodos inovadores de gerenciamento térmico para viabilizar futuras operações na Lua. Embora existam soluções de gerenciamento térmico para grandes infraestruturas, os sistemas menores e móveis que operam de forma independente necessitam de dispositivos de regulação de temperatura aprimorados, capazes de sobreviver sem aquecedores ou requisitos substanciais de energia, ao mesmo tempo em que limitam flutuações de temperatura que induzem estresse. Novas soluções de materiais podem regular passivamente o fluxo de energia térmica, permitindo que dispositivos pequenos sobrevivam aos extremos do ambiente lunar sem depender de infraestrutura externa. O Metamaterial de Condutividade Térmica Variável (Variable Thermal Conductivity Metamaterial, VTCM) supera outros VTCMs e pode ser projetado para atuar como um avançado interruptor térmico mecânico. O contato interno variável é usado para regular o fluxo de energia para o radiador de forma passiva. O projeto da geometria interna do metamaterial, a seleção de materiais e o sistema de acionamento por liga com memória de forma (shape memory alloy, SMA) baseado em forma passiva podem alcançar uma condutividade térmica arbitrária em função da temperatura, usando contato mecânico interno.
O conceito do metamaterial começa em um estado de baixa temperatura, sem contato inicial e, portanto, com um estado de baixa condutividade. À medida que a temperatura do metamaterial aumenta, o acionamento parcial da SMA induz contato parcial interno ao metamaterial, resultando em um aumento da condutividade. À medida que a temperatura continua a subir, a área de contato aumenta até que o contato total seja atingido. Esse metamaterial permite projetar uma condutividade térmica arbitrária em função da temperatura, ao definir a área de seção transversal e o comprimento dos caminhos térmicos. O trabalho proposto utilizará o metamaterial de condutividade térmica variável, capaz de controle térmico passivo, para viabilizar levantadores autônomos móveis que possam realizar operações lunares prolongadas, minimizando Size, Weight, Power, and Cost (SWaP-C).
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