¿Qué son estos paneles cuadrados muy grandes en Inmarsat 5?

Los grandes paneles cuadrados son radiadores desplegables. Proporcionan una capacidad adicional de rechazo de calor además de los radiadores fijos que también se pueden ver en las fotografías.

Contexto parte 1 - Diseño térmico para Geo Comsats

La mayoría de los satélites de comunicaciones geoestacionarios tienen una forma aproximadamente cuboide con los paneles solares y las antenas como apéndices. El diseño térmico básico de un satélite de este tipo es colocar mantas aislantes en los cuatro lados que dan directamente al sol durante el día normal. Por el contrario, los paneles "Norte" y "Sur" suelen estar hechos de nido de abeja de aluminio, están pintados de negro en el interior y tienen espejos de segunda superficie en el exterior. La mayor parte del calor arrojado por la electrónica del satélite luego toma esta ruta un poco más fácil hacia el espacio profundo que atravesar las mantas. Los paneles de nido de abeja generalmente tienen tubos de calor incrustados o atornillados en la cara interior para distribuir el calor de la manera más uniforme posible a través del panel para evitar puntos calientes locales. La orientación del satélite hacia el Sol cambia a lo largo del año, por lo que a veces el Sol puede estar hasta 23,5 grados de canto. Los espejos ayudan al rechazar la luz solar óptica.

Contexto parte 2 - Segundos espejos de superficie

Un segundo espejo de superficie, también llamado reflector solar óptico (OSR), es similar en concepto a los espejos domésticos ordinarios. El espejo se compone de una fina capa de cuarzo o vidrio con una superficie trasera aluminizada. Esto les permite tener una buena reflectividad óptica,$\epsilon_{vis}<0.1$, y alta emisividad IR,$\epsilon_{IR}>=0.8$, (ya que la superficie exterior es de vidrio).

Radiadores desplegados

La forma de cuboide no es universal, pero es conveniente para el diseño estructural y el empaquetado en el carenado del vehículo de lanzamiento, al tiempo que proporciona cierta capacidad de rechazo de calor. Esto conduce a un problema potencial con satélites de potencia particularmente alta. Hasta donde yo sé, la plataforma Boeing 702 es la única en producción regular que ha tomado la solución de diseño de crear un radiador adicional para enfriar mediante el despliegue de paneles una vez en órbita. Claramente, si las tuberías de calor pudieran distribuir el calor sobre los dos paneles adicionales, duplicando el área total, entonces aumentaría en gran medida la posible potencia de CC del satélite al elevar los límites de rechazo de calor. Las fotografías no son especialmente claras, aunque parece que parte del hardware que se muestra en el reverso, pintado de negro,

Avanzando más en el territorio de las suposiciones, asumo que la razón por la que los paneles desplegados se muestran en negro en un lado es para mantener un entorno modesto para el equipo relacionado con la antena conectado a las caras este-oeste.

Una característica que no me queda tan clara es si los paneles se dejan fijos después del despliegue. Claramente, habría una oportunidad dos veces al día para ajustar el ángulo de los radiadores para que sombreen el panel principal del cuerpo, aunque mi opinión externa es que puede que no valga la pena la complejidad adicional.

Contexto parte 3 - Tubos de calor

De la variedad de cosas que se conocen con el nombre de "tubería de calor", solo conozco dos tipos que se usan comúnmente en los satélites:

i) tubos estrechos rígidos revestidos con ranuras estrechas. Estos absorben el fluido de trabajo en cualquier dirección e igualarán los puntos calientes dondequiera que se formen. Su capacidad es a menudo limitada y solo pueden ser de gravedad cero. Las ranuras deben estar presentes a lo largo del tubo para evitar que se sequen.

ii) tubos de calor de bucle. Estos tienen una dirección de flujo preferida y creo que usan un principio termodinámico ligeramente diferente (¡no es mi territorio, eso es todo lo que quiero decir!). Según tengo entendido tienen una capacidad de bombeo mucho mayor que el tipo normal y eso le permite incorporar tramos flexibles no ranurados. Suponiendo que lo haya hecho bien, esta última característica los hace adecuados para radiadores desplegables.

Aparte, en la descripción de las tuberías de calor he excluido los bucles de fluidos bombeados mecánicamente.

Esta es una respuesta parcial. De acuerdo con la animación de video Inmarsat-5 F4 Satellite Launch Simulation , son paneles de radiador. Sin embargo, la pregunta aún debe responderse cómo funcionan. ¿Están irradiando energía eléctrica disipada por resistencias o enfriando refrigerantes en circulación? ¿Por qué no son negros por ambos lados para que irradien con el doble de eficacia?

Por cierto, ¡la simulación de lanzamiento es realmente interesante y vale la pena verla!