Dissertação

{en_GB=Infante's Structural Model: Preliminary Design Process and Analysis} {} EVALUATED

{pt=Nas últimas duas décadas tem havido uma mudança de paradigma no setor espacial, no qual satélites de grande dimensões estão a ser substituídos por constelações de satélites de menores dimensões. Esta mudança é motivada pela padronização do design dos cubesats e pelos desenvolvimentos nos setores de telecomunicações, automóvel e de computadores, que têm criado componentes eletrónicos cada vez menores, mais leves, mais baratos e mais poderosos, bem como criado novas tecnologias de manufactura. Estes fatores contribuem para que os processos de design, produção e teste sejam mais rápidos e baratos o que tornou o setor espacial financeiramente atrativo para as empresas privadas. O INFANTE é um projeto Português de R&D que surge no contexto da era New Space. Está dividido em dois segmentos, Space e Ground. O segmento Space inclui uma plataforma de um pequeno satélite de baixo custo para observação terrestre com aplicações marítimas. Esta tese foca o desenvolvimento do design preliminar da estrutura do satélite. Primeiro, é apresentado um estado da arte de estruturas de cubesats a partir do qual são criados diferentes conceitos de estruturas. Em seguida, vários trade-offs sobre os principais pontos de desenvolvimento são discutidos. Posteriormente, é criado um modelo computacional para estudar o comportamento da estrutura através da realização das seguintes análises computacionais: estática, modal, resposta harmónica e de resposta a vibrações aleatórias. As cargas aplicadas foram fornecidas pela entidade encarregue pelo lançador. Depois de discutir os resultados das análises, serão apresentadas as conclusões e propostas de trabalho futuro para a continuação do desenvolvimento. , en=Over the last couple of decades there has been a paradigm shift in the space sector. Large and expensive satellites with long operation cycles are being replaced by constellations of smaller and cheaper ones with shorter lifetime cycles, faster development and manufacture times, and easily replaced in case of failure. This paradigm shift is motivated by the standardization of the cubesat design and by developments in the mobile, automotive and computer industries which result in smaller, lighter, cheaper and more powerful electronic components as well as in new manufacturing techniques and technologies. These factors have made it financially viable for private companies to invest in the space industry and services. INFANTE is a pioneer Portuguese Research and Development (R&D) project that appears in the context of the New Space era. It is divided in two areas, Space and Ground. The Space segment includes a low cost smallsat platform for Earth observation (EO) applications. This thesis focuses on the satellite's structural subsystem development up to the preliminary design review (PDR). First, a cubesat structure state of the art is presented and is used as market study to derive different solution concepts. Then, several trade-offs concerning major design points are discussed. Afterwards, a computational model is derived to study the structure's behaviour by performing static, modal, harmonic response and random vibrations analyses. The applied loads were provided by the launch vehicle entity (LVE). After discussing the analysis results, the conclusions are presented and future work proposals are made. }
{pt=Estrutura smallsat, Processo de design, Análise Estática, Análise Dinâmica, Design preliminar, en=Smallsat, Structure, Design Development, Static Analysis, Dynamic analysis, Preliminary design review}

Junho 25, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Filipa Andreia De Matos Moleiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar