Исследование теплового состояния наноспутника SamSat-M


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-2-85-96

Авторы

Соболев Д. Д.*, Симаков С. П.**

Самарский университет, Самара, Россия

*e-mail: dim02sobolev15@gmail.com
**e-mail: simba1393@gmail.com

Аннотация

Проводится оценка теплового состояния структурных элементов наноспутника SamSat-M. Данный аппарат включает в себя полезную нагрузку, которая представляет собой двигательную установку для наноспутников стандарта Cubesat. Тепловое состояние оценивается посредством ряда математических моделей. Первая модель описывает движение центра масс наноспутника относительно системы координат, связанной с Землей. Вторая математическая модель описывает параметры орбиты наноспутника относительно вектора направления на Солнце, что используется для формирования тепловых потоков, падающих на поверхность наноспутника. Модель теплового состояния описывает изменение температуры узлов конструкции в зависимости от времени. Валидация модели проводилась с использованием математического пакета Comsol Multiphysics, являющегося интегрированной платформой для моделирования физических и химических процессов. Получена оценка равновесной температуры на каждом рассматриваемом структурном элементе наноспутника, получены зависимости температуры от времени для процесса перехода элементов конструкции к равновесной. Проведено моделирование ситуации нагрева двигательной установки при подаче импульса, оценены приращения температуры на элементы конструкции, а также время выравнивания температуры до равновесной.

Ключевые слова:

наноспутник, тепловой режим, освещенность, математическая модель, движение по орбите, блок маневрирования

Библиографический список

  1. Залетаев В.М., Капинос Ю.В., Сургучев О.В. Расчет теплообмена космического аппарата. М.: Машиностроение, 1979. 208 с.

  2. Атамасов В.Д. Система обеспечения теплового режима космического аппарата. СПб.: Мин. Обороны РФ, 2003. 72 с.

  3. Губин С.В., Бурым И.Г., Дебелый В.В. Оценка освещенности солнечных батарей молодежного микроспутника // Авиационно-космическая техника и технология. 2013. № 1 (98). С. 94–101.

  4. Баева Ю.В., Демин А.В., Ханков С.И., Жуков С.И. Моделирование теплового режима и термоаберраций малогабаритного космического телескопа // Изв. Вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55. № 7. С. 68–74.

  5. Yoo J., Jin H., Seon J., Jeoang Y-H., Glaser D., Lee D.-H., Lin R.P. Thermal analysis of TRIO-CINEMA Mission // J. Astron. Space Sci. 2012. N 29(1). P. 23–31.

  6. Corphino S., Caldera M., Nichele F., Masoero M., Viola N. Thermal design and analysis of a nanosatellite in low earth orbit // Acta Astronautica. 2015. N 115. P. 247–261.

  7. Белоконов И.В., Ивлиев А.В., Богатырев А.М., Кумарин А.А., Ломака И.А., Симаков С.П. Выбор проектного облика двигательной установки наноспутника // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т. 18. № 3. С. 29–37.

  8. Фортескью П. Разработка систем космических аппаратов / Под ред. П. Фортескью, Г. Суайнерда, Д. Старка. М.: Альпина Паблишер, 2016. 764 с.

  9. Белоконов И.В. Расчет баллистических характеристик движения космических аппаратов. Самара: Самар. аэрокосм. ун-т, 1994. 76 с.

  10. Эскизный проект на наноспутник SamSat-M с двигательной установкой для отработки технологии маневрирования в составе группировки близколетящих космических аппаратов: отчет о НИР, рук. И.В. Белоконов. 2017. 81 с. НСКИ.431238.004 ЭП

  11. CubeSatShop [Электронный ресурс] // URL: https://www.cubesatshop.com/ (дата обращения 03.06.2020).

  12. Константинов М.С., Каменков Е.Ф., Перелыгин Б.П., Безвербы В.К. Механика космического полета / Под ред. В.П. Мишина. М.: Машиностроение, 1989. 408 с.

  13. Куимов К.В. Редукционные вычисления: Практикум по астрометрии. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 6‒42.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024