Problema de sobrecalentamiento en un nanosatélite debido a la proximidad de los componentes del sistema

El análisis de control térmico de naves espaciales emplea programas de modelado que pueden analizar combinaciones de transferencia de calor por conducción, convección y radiación en estructuras complejas. Un ejemplo es Sinda de MCS Software. No tengo asociación con MSC Software, pero trabajé en problemas de análisis térmico para el modelo de servicio Apollo a principios de la década de 1960 usando versiones primitivas de lo que ahora es un software mucho más avanzado (estoy seguro).

Se analizan estructuras complejas mediante el desarrollo de redes térmicas y se resuelven mediante analogías con redes eléctricas. Con estos programas, puede analizar la estructura de un sistema propuesto a lo largo de un ciclo de misión, incluida la radiación solar directa transitoria, emitida por la tierra y reflejada por la tierra a medida que el satélite transita en una órbita con alguna orientación. Los modelos térmicos consideran también la generación térmica interna. Los trayectos de conducción/radiación entre los componentes se construirían a partir de la geometría propuesta. Si el diseño del componente propuesto muestra un problema térmico, es decir, alguna estructura se calienta o se enfría demasiado, puede examinar la necesidad de reubicar el componente, alterar las vías térmicas o proporcionar algún medio de control térmico. A continuación, puede volver a analizar los cambios.

Para el módulo de servicio de Apolo, la verificación de los cálculos térmicos era tan importante que se construyó un simulador térmico que albergaba un módulo de servicio y simulaba entradas térmicas radiantes para simular varias actitudes en órbita y transcosta lunar. La comparación entre los cálculos y las simulaciones no era tan mala incluso entonces. Ahora estoy seguro de que sería mucho mejor.

No sé la magnitud de su programa de nanosatélites, pero es probable que sea necesario algún análisis térmico utilizando Sinda o algún otro equivalente para brindar confianza de que los componentes pueden permanecer dentro de rangos de temperatura satisfactorios.

Como paso preliminar, eche un vistazo al diseño propuesto, las entradas de calor, la generación de calor y realice algunos análisis simples para ver si hay algunos problemas probables obvios.