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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire
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Preliminary thermal design of CubeSat

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Berckmans, Nicolas ULiège
Promoteur(s) : Kerschen, Gaëtan ULiège
Date de soutenance : 21-aoû-2017 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/3201
Détails
Titre : Preliminary thermal design of CubeSat
Titre traduit : [fr] Design thermique préliminaire d'un CubeSat
Auteur : Berckmans, Nicolas ULiège
Date de soutenance  : 21-aoû-2017
Promoteur(s) : Kerschen, Gaëtan ULiège
Membre(s) du jury : Jacques, Lionel ULiège
Loicq, Jerôme ULiège
Van Grootel, Valérie ULiège
Langue : Anglais
Nombre de pages : 137
Mots-clés : [en] CubeSat
[en] Satellite
[en] Thermal
[en] Esatan
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie aérospatiale
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité spécialisée en "aerospace engineering"
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] This thesis will carry out the first thermal analysis of the NAOS CubeSat. The objective of this study is to verify that the temperatures of satellite components remain in their respective allowed ranges.

After a brief description of the satellite mission and configuration, its modeling will begin. First the complex shape of the satellite will be simplified in the Esatan geometric model. This model will be used by Esatan to define the thermal nodes and compute the radiative exchanges between the components. The modeling will continue with the definition of the thermal properties of the materials and surface finishes. The model will be corrected with the definition of capacitances and finished with the definition of conductive links between the shells.

After the definition of the worst cases, the first results will be obtained. It will be observed that the initial design will lead to excessive temperatures (for example 101.8 °C for the batteries). The design will have to be optimized. These optimizations will include the modification of the initial external surface finish replaced by white paint. The internal conductances will be improved by using five layers of copper inside the PCB and using a filler material for the spacers. Finally a realistic model of the detector assembly will be built. Its improvement will include the modification of the insulation and the increase of the radiator area.

With the final design determined, the worst cases, as well as intermediate cases, will be ran. The predicted temperatures of these cases will show that the batteries, ADCS and the detector will still present issues. Several recommendations for these components will then be suggested for future thermal designs of the satellite.


Fichier(s)

Document(s)

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Access TFE_BerckmansNicolas.pdf
Description: Report of the master thesis
Taille: 9.49 MB
Format: Adobe PDF
File
Access Summary_BerckmansNicolas.pdf
Description: Summary of the master thesis
Taille: 86.01 kB
Format: Adobe PDF
File
Access Erratum_TFE_BerckmansNicolas.pdf
Description: -
Taille: 1.58 MB
Format: Adobe PDF

Annexe(s)

File
Access HotCase_TemperatureExterior.png
Description: Temperature field of the satellite during the hot case
Taille: 123.54 kB
Format: image/png
File
Access HotCase_TemperaturePlatform.png
Description: Temperature field of the platform during hot case
Taille: 77.29 kB
Format: image/png
File
Access ColdCase_TemperaturePlatform.png
Description: Temperature field of the platform during cold case
Taille: 27.19 kB
Format: image/png
File
Access ColdCase_TemperatureExterior.png
Description: Temperature field of the satellite during cold case
Taille: 96.32 kB
Format: image/png
File
Access HotCase_TemperaturePayload_time.png
Description: Evolution temperatures payload during hot case
Taille: 31.82 kB
Format: image/png
File
Access HotCase_TemperaturePlatform_time.png
Description: Evolution temperatures platform during hot case
Taille: 45.92 kB
Format: image/png
File
Access ColdCase_TemperaturePayload_time.png
Description: Evolution temperatures payload during cold case
Taille: 34.5 kB
Format: image/png
File
Access ColdCase_TemperaturePlatform_time.png
Description: Evolution temperatures platform during cold case
Taille: 47.53 kB
Format: image/png

Auteur

  • Berckmans, Nicolas ULiège Université de Liège > Master ingé. civ. aérospat., à fin.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Jacques, Lionel ULiège Université de Liège - ULg > CSL (Centre Spatial de Liège)
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Loicq, Jerôme ULiège Université de Liège - ULg > Département d'aérospatiale et mécanique > Conception d'expériences spatiales
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Van Grootel, Valérie ULiège Université de Liège - ULg > Département d'astrophys., géophysique et océanographie (AGO) > Astrophysique stellaire théorique et astérosismologie
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
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