Dissertação
Performance design of hypervelocity shock tube facilities EVALUATED
Um tubo de choque cinético está em fase de qualificação no Instituto Superior Técnico, sob financiamento da Agência Espacial Europeia. O seu objetivo é estudar processos radiativos e de cinética química a alta velocidade, nas condições de uma entrada atmosférica. Esta tese apresenta estimativas de performance para o tubo de choque ESTHER, em configuração mono e duplo-estágio. Para configuração mono-estágio, as velocidades até 8 km/s obtidas satisfazem os requerimentos para entradas em Marte, Titã e LEO. Para performances superiores, usa-se a configuração duplo-estágio que prevê atingir velocidades até 14.5 km/s, simulando missões de regresso à Terra e entradas em Vénus. No entanto, a configuração duplo-estágio tem dificuldade em atingir velocidades mais baixas e, como tal, para certas simulações deve recorrer-se a técnicas em que a performance da instalação é propositadamente degradada. A exploração de planetas Gigantes Gasosos tem sido considerada um objetivo prioritário para futuros programas de exploração. No entanto, a reprodução das condições exatas de entrada atmosférica é extremamente difícil, devido à massa destes planetas. Considerando uma mistura H2/He, velocidades máximas de 18.4 km/s são previstas. Como tal, técnicas alternativas como alterar a fração de diluente de hélio e néon foram consideradas e verificou-se um aumento da temperatura pós-choque, o que permite reproduzir condições de entrada. A combinação de altas velocidades com os curtos tempos de teste tornam essencial um sistema de deteção preciso. Este consiste em quatro sensores, uma placa FPGA de rápido desenvolvimento, um conversor ADC rápido e um sistema de condicionamento de sinal, detalhados nesta tese.
setembro 25, 2018, 14:0
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