Estructura de Novela y Diseño Térmico y Análisis para CubeSats en Vuelo en Formación
Autores: Park, Yeon-Kyu; Kim, Geuk-Nam; Park, Sang-Young
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estructura de Novela y Diseño Térmico y Análisis para CubeSats en Vuelo en Formación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
CubeSat
Corona solar
Diseño estructural
Análisis térmico
Cable de nylon
Paneles solares desplegables
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La CANYVAL-C (Astronomía CubeSat de NASA y Yonsei utilizando un alineamiento de telescopio virtual para coronógrafo) es una misión de demostración de ciencia espacial que implica tomar varias imágenes de la corona solar con dos CubeSats: un CubeSat de 1U (Timon) y un CubeSat de 2U (Pumbaa) en vuelo en formación. En este estudio, desarrollamos y evaluamos los diseños estructurales y térmicos de los CubeSats Timon y Pumbaa a través de análisis de elementos finitos, considerando los efectos de no linealidad del cable de nylon de los paneles solares desplegables instalados en Pumbaa. Se realizaron análisis térmicos en órbita con un modelo analítico preciso para una cámara visible en Timon y un sistema de micropropulsión en Pumbaa, que tiene un rango de temperatura de operación estrecho. Finalmente, los modelos analíticos se correlacionaron para mejorar la fiabilidad del análisis numérico. Los resultados de las pruebas indicaron que los CubeSats son estructuralmente seguros con respecto al entorno de lanzamiento y pueden activar cada componente bajo el entorno térmico espacial. Se encontró que la frecuencia natural del cable de nylon para los paneles solares desplegables aumentaba significativamente a medida que el cable se tensaba fuertemente. Las condiciones de la prueba de vacío térmico y de ciclos se implementaron en el modelo analítico térmico, lo que redujo las diferencias entre el análisis y las pruebas.
Descripción
La CANYVAL-C (Astronomía CubeSat de NASA y Yonsei utilizando un alineamiento de telescopio virtual para coronógrafo) es una misión de demostración de ciencia espacial que implica tomar varias imágenes de la corona solar con dos CubeSats: un CubeSat de 1U (Timon) y un CubeSat de 2U (Pumbaa) en vuelo en formación. En este estudio, desarrollamos y evaluamos los diseños estructurales y térmicos de los CubeSats Timon y Pumbaa a través de análisis de elementos finitos, considerando los efectos de no linealidad del cable de nylon de los paneles solares desplegables instalados en Pumbaa. Se realizaron análisis térmicos en órbita con un modelo analítico preciso para una cámara visible en Timon y un sistema de micropropulsión en Pumbaa, que tiene un rango de temperatura de operación estrecho. Finalmente, los modelos analíticos se correlacionaron para mejorar la fiabilidad del análisis numérico. Los resultados de las pruebas indicaron que los CubeSats son estructuralmente seguros con respecto al entorno de lanzamiento y pueden activar cada componente bajo el entorno térmico espacial. Se encontró que la frecuencia natural del cable de nylon para los paneles solares desplegables aumentaba significativamente a medida que el cable se tensaba fuertemente. Las condiciones de la prueba de vacío térmico y de ciclos se implementaron en el modelo analítico térmico, lo que redujo las diferencias entre el análisis y las pruebas.