Simulação termo-elétrica de CubeSat

• Autor(a) principal: Mendes, Felipe Teodoro [UNESP]
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/256846
• topic: Engenharia aeroespacial; Calor Transmissão; Radiação solar; Satélites artificiais; Baterias de litio

O uso de Cubesats para missões espaciais tem se tornado cada vez mais comum graças a versatilidade e baixo custo associado, fazendo com que sejam amplamente utilizados em projetos de universidades ao redor de todo o mundo. Entretanto, o gerenciamento térmico de CubeSats em órbita precisa ser avaliado com cautela, em virtude de possuírem áreas externas de tamanho reduzido, que limita a sua capacidade de absorver e emitir calor. Além disso, as suas dimensões pequenas restringem a produção de energia elétrica por parte dos painéis fotovoltaicos e devem ser levadas em consideração no desenvolvimento do projeto. Dessa forma, o presente trabalho buscou avaliar a capacidade de geração de energia elétrica e as temperaturas experienciadas por um CubeSat durante toda sua trajetória ao redor da Terra, analisando seu comportamento para diferentes condições de atitudes, órbitas, absortividades e emissividades. Por meio de análises em CFD no ANSYS CFX, foi possível obter os resultados de temperatura para os múltiplos cenários, além de seu impacto na geração de energia do satélite, onde é possível verificar a influência de diferentes parâmetros no campo de temperatura e energia gerada. De maneira geral, quanto maior a razão entre a absortividade e emissividade das superfícies externas, mais elevadas serão as temperaturas observadas, sendo este cenário prejudicial para a geração de energia, principalmente quando o painel fotovoltaico opera sob uma tensão próxima ao do circuito aberto da célula solar. As análises também consideram a geração interna de calor pelas baterias do CubeSat, onde observou-se a sua temperatura resultante em função da corrente utilizada.