【SPROUT打ち上げまで26日です!】
皆様、こんばんは。
修士2年の藤原です。本日は熱系設計について紹介します。

【熱系設計】
SPROUTは,宇宙空間ですべての機器が動作する温度内に収まるように設計する必要があります.宇宙環境は-270℃でありとても寒い環境であるとともに,人工衛星に太陽光が当たる時と当たらない時では大きな温度差があり,各機器の動作温度範囲を超えてしまう危険性があります.また,SPROUTの場合は,大きさが小さいことや発電電力が小さいことから大型衛星のような熱制御が出来ないためヒータを使わない受動的な熱制御をしています.
熱制御方式としては,低温で性能の悪くなることが予想されるバッテリを中央部に配置し,そのバッテリを挟むように高電力を使用する送信機と受信機で構成しています.また,構体表面には,熱的特性が良いアルマイト加工を行っています.
また,このような構成に設計後すべての機器が正常な温度に収めっているか確認する必要があるため,熱解析を行います.下の図が熱解析を行った結果です.

解析結果

外面パネルは,-30℃から30℃の間と温度がかなり振れているように見えますが,中の機器については,0℃から10℃程度となっておりすべての機器が動作温度範囲内に収まっていることを確認しました.この結果を用いて,このような解析結果で得られた温度でも正常に動作するか確認するため,恒温槽試験を行います.また,恒温槽試験において正常に動作するかを確認出来次第,熱真空槽試験にて温度と真空化の両方の環境でも正常に動作するかを確認します.SPROUTでは,恒温槽試験にてすべての機器の動作確認を行い,正常に動作することを確認しました.また熱真空試験においては,すべての機器の動作確認とともに何処かの機器にヒートスポットが出来ていないかの確認するため,いくつかの温度センサを貼り付け温度確認をしながら動作確認を行いました.
恒温槽試験熱真空槽試験

今後,熱構造系としては,ロケットの打ち上げ時期が決まったこともあり,SPROTのTLEを用いての温度予測や打ち上げ後には実際の軌道上の温度と解析の結果がどのように違うかまたフィードバックを行い,解析の精度上げバッテリの温度などを予測し運用計画に混ぜ込みたいと考えています.

以上,今回は熱系設計についての紹介でした.明日は,カメラ系設計に関して,修士2年の三田君宜しくお願いします!