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Análisis aerodinámico de la vela de arrastre de deorbitación para CubeSat utilizando el método DSMC

Autores: Chen, Jiaheng; Chen, Song; Qin, Yuhang; Zhu, Zeyu; Zhang, Jun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis aerodinámico de la vela de arrastre de deorbitación para CubeSat utilizando el método DSMC


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Detritos espaciales
Vela de arrastre
Modelos de CubeSat
Propiedades aerodinámicas
Método de simulación de Monte Carlo directo
Tiempo de deorbitación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Reducir los desechos espaciales es un desafío crítico en la exploración espacial actual. Este estudio se centra en el diseño de una vela de arrastre para modelos de CubeSat y en el examen de sus propiedades aerodinámicas utilizando el método de simulación directa de Monte Carlo (DSMC). El análisis abarca el rendimiento aerodinámico de formas tridimensionales complejas con diferentes dimensiones de vela a altitudes orbitales de 125 km, 185 km, 300 km y 450 km. Además, se aplica la teoría del flujo molecular libre (FMF) y se compara con los hallazgos de DSMC tanto para un modelo de placa plana como para el CubeSat. Los resultados revelan que la FMF predice con precisión el coeficiente de arrastre a altitudes de 185 km en adelante, mientras que se producen discrepancias significativas a altitudes más bajas debido al aumento de colisiones intermoleculares. Este estudio también sugiere que la vela de arrastre mejora sustancialmente la fuerza de arrastre del CubeSat, lo que reduce efectivamente su tiempo de deorbitación.

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