Convertidores Integrados de Módulos Solares como Generador de Energía en Pequeñas Naves Espaciales: Enfoque de Diseño y Verificación
Autores: Gonzalez-Llorente, Jesus; Lidtke, Aleksander A.; Hatanaka, Ken; Kawauchi, Ryo; Okuyama, Kei-Ichi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Convertidores Integrados de Módulos Solares como Generador de Energía en Pequeñas Naves Espaciales: Enfoque de Diseño y Verificación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Pequeños satélites
Tiempo de desarrollo
Tasa de fallos
Costo
Sistema de Energía Eléctrica
Módulos escalables
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
A medida que los pequeños satélites se están volviendo más comunes para nuevos negocios y aplicaciones, el tiempo de desarrollo, la tasa de fallos y el costo de la nave espacial deben reducirse. Uno de los sistemas con mayor costo y la falla más frecuente en el satélite es el Sistema de Energía Eléctrica (EPS). Un enfoque para lograr tiempos de desarrollo rápidos mientras se reduce el costo y la tasa de fallos es utilizar módulos escalables. Proponemos un convertidor de módulo solar integrado (SMIC) y su proceso de verificación como un componente clave para la generación de energía en el EPS. El SMIC integra el panel solar, sus reguladores y la unidad de adquisición de telemetría. Este documento detalla el diseño y el proceso de verificación del SMIC y presenta los resultados en órbita de 12 SMICs utilizados en el satélite Ten-Koh, que se desarrolló en menos de 1.5 años. Los datos en órbita recibidos desde el lanzamiento revelan que el módulo solar soporta no solo el entorno de lanzamiento del cohete H-IIA, sino también más de 1500 órbitas en LEO. El enfoque modular permitió el diseño, implementación y calificación de solo un módulo, seguido de la fabricación e integración de 12 unidades de vuelo subsiguientes. El enfoque con el módulo solar puede seguirse en otros componentes del EPS, como baterías y reguladores de energía.
Descripción
A medida que los pequeños satélites se están volviendo más comunes para nuevos negocios y aplicaciones, el tiempo de desarrollo, la tasa de fallos y el costo de la nave espacial deben reducirse. Uno de los sistemas con mayor costo y la falla más frecuente en el satélite es el Sistema de Energía Eléctrica (EPS). Un enfoque para lograr tiempos de desarrollo rápidos mientras se reduce el costo y la tasa de fallos es utilizar módulos escalables. Proponemos un convertidor de módulo solar integrado (SMIC) y su proceso de verificación como un componente clave para la generación de energía en el EPS. El SMIC integra el panel solar, sus reguladores y la unidad de adquisición de telemetría. Este documento detalla el diseño y el proceso de verificación del SMIC y presenta los resultados en órbita de 12 SMICs utilizados en el satélite Ten-Koh, que se desarrolló en menos de 1.5 años. Los datos en órbita recibidos desde el lanzamiento revelan que el módulo solar soporta no solo el entorno de lanzamiento del cohete H-IIA, sino también más de 1500 órbitas en LEO. El enfoque modular permitió el diseño, implementación y calificación de solo un módulo, seguido de la fabricación e integración de 12 unidades de vuelo subsiguientes. El enfoque con el módulo solar puede seguirse en otros componentes del EPS, como baterías y reguladores de energía.