Priestorové simulačné komory vytvárajú jedinečné prostredie pre ohrievače kaziet. Podmienky vákua zabraňujú prenosu tepla konvekciou, vďaka čomu je všetko vykurovanie sálavé alebo vodivé. Tepelné cykly medzi kryogénnymi a zvýšenými teplotami-simulujúce orbitálne podmienky-nastávajú rýchlo a opakovane. Požiadavky na odplyňovanie obmedzujú materiály, ktoré by kontaminovali optické povrchy alebo citlivé prístroje. Štandardné priemyselné vykurovacie materiály a konštrukcie v tejto náročnej aplikácii zlyhávajú.
Nehrdzavejúca oceľ 304, bežná v atmosférických aplikáciách, neprijateľne uniká vo vákuu, pokiaľ nie je špeciálne spracovaná. Vodík a oxid uhoľnatý sa vyvíjajú zo sypkého materiálu a povrchovej kontaminácie, ukladajú sa na studených optických povrchoch a znižujú výkon. Elektroleštenie a vákuové vypaľovanie znižujú uvoľňovanie plynov, ale neodstraňujú ho; 304 zostáva okrajová pre citlivú simuláciu priestoru.
Nerezová oceľ 316L s nízkym obsahom uhlíka a prídavkom molybdénu poskytuje lepší vákuový výkon. Stabilizovaná mikroštruktúra znižuje vývoj uhlíka a zlepšená odolnosť proti korózii udržuje čistotu povrchu. Vákuovo-vypaľované 316 l, s-tepelným spracovaním vo vákuu na odstránenie prchavých látok, dosahuje rýchlosť odplynenia prijateľnú pre mnohé aplikácie na simuláciu vesmíru.
Inconel 600 a 625 ponúkajú vynikajúcu vákuovú kompatibilitu. Nikel-chrómová matrica s vysokou čistotou a stabilným oxidom uvoľňuje minimálne množstvo plynu. Tieto zliatiny si zachovávajú pevnosť a ťažnosť v celom rozsahu teplôt, čím odolávajú praskaniu, ktoré by vytvorilo čerstvé odplyňovacie povrchy. Cenová prémia-2-3x oproti nerezu je opodstatnená pre kritické optické alebo prístrojové aplikácie.
Podľa údajov vákuového inžinierstva sa rýchlosti odplynenia líšia rádovo medzi materiálmi a povrchovými podmienkami. Správne pripravený Inconel dosahuje 10^-12 Torr-litrov/sec-cm²; zle pripravená 304 môže byť 10^-8 alebo horšia. Tento 10 000-násobný rozdiel určuje, či simulácia citlivého priestoru uspeje alebo zlyhá.
Titán a zliatiny titánu poskytujú alternatívu pre špecifické aplikácie. Vynikajúci pomer pevnosti-k-hmotnosti prospieva leteckému hardvéru a titánové zachytávanie môže skutočne zlepšiť kvalitu vákua tým, že absorbuje zvyškové plyny. Tepelná vodivosť nižšia ako pri oceli však vytvára konštrukčné výzvy na prenos tepla, čo si vyžaduje upravenú geometriu vnútornej výhrevnej jednotky.
Povrchová úprava kriticky ovplyvňuje odplyňovanie. Elektroleštenie vytvára hladký, pasívny povrch s minimálnou zachytenou kontamináciou. Mechanické leštenie zanecháva povrchovú úpravu-vytvrdenú vrstvu so zvýšeným odvodom plynov. Chemická pasivácia zvyšuje stabilitu oxidovej vrstvy. Tieto povrchové úpravy v kombinácii s výberom základného materiálu určujú výkon vákua.
Pri vákuovom ohreve sú dôležité charakteristiky tepelného žiarenia. Emisivita povrchu určuje účinnosť prenosu tepla sálaním v neprítomnosti konvekcie. Oxidované povrchy majú vysokú emisivitu; leštené kovy majú nízke. Povrchová úprava plášťa ohrievača môže byť optimalizovaná pre účinnosť žiarenia alebo minimálne odplyňovanie, čo si vyžaduje rozhodnutie o kompromise.
Podľa skúseností so zariadením na simuláciu priestoru je výber materiálu ohrievača na druhom mieste po návrhu komory pri určovaní výkonu systému. Investície do prémiových materiálov a prípravy povrchu sa vracajú vďaka zlepšenej vernosti simulácie, zníženej kontaminácii testovaných predmetov a predĺženým intervalom údržby na čistenie komory.
Testovacie protokoly potvrdzujú vákuovú kompatibilitu. Analýza zvyškových plynov počas tepelných cyklov identifikuje produkty a rýchlosti vývoja. Merania straty hmotnosti kvantifikujú uvoľňovanie plynov. Tieto špecializované testy, nad rámec štandardnej kvalifikácie ohrievača, zaisťujú vhodnosť pre simuláciu priestoru.
