| 1. Identity statement | |
| Reference Type | Book Section |
| Site | mtc-m16.sid.inpe.br |
| Holder Code | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S |
| Identifier | 6qtX3pFwXQZsFDuKxG/zhKrL |
| Repository | sid.inpe.br/marciana/2003/08.28.15.04 (restricted access) |
| Last Update | 2018:08.29.12.30.31 (UTC) marciana |
| Metadata Repository | sid.inpe.br/marciana/2003/08.28.15.04.44 |
| Metadata Last Update | 2021:02.11.18.09.20 (UTC) administrator |
| Secondary Key | INPE-9934-PRE/5496 |
| ISBN/ISSN | 85-17-00004-8 |
| ISBN | 85-17-00004-8 |
| Label | self-archiving-INPE-MCTIC-GOV-BR |
| Citation Key | LeiteMura:2001:CoTé |
| Title | Controle térmico  |
| Year | 2001 |
| Access Date | 2024, May 06 |
| Secondary Type | PRE LN |
| Number of Files | 1 |
| Size | 10192 KiB |
| 2. Context | |
| Author | 1 Leite, Rosângela M. G. 2 Muraoka, Issamu |
| Group | 1 DMC-INPE-MCT-BR |
| Affiliation | 1 Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Divisão de Mecânica Orbital |
| Editor | Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida Kuga, Hélio Koiti |
| Book Title | Fundamentos de tecnologia espacial |
| Publisher | INPE |
| City | São José dos Campos |
| Pages | cap.8, p.102-126 |
| History (UTC) | 2004-11-11 12:03:11 :: marciana -> administrator :: 2018-06-05 01:20:33 :: administrator -> marciana :: 2001 2018-08-29 12:30:32 :: marciana -> administrator :: 2001 2021-02-11 18:09:20 :: administrator -> :: 2001 |
| 3. Content and structure | |
| Is the master or a copy? | is the master |
| Content Stage | completed |
| Transferable | 1 |
| Abstract | Os satélites artificiais levam a bordo equipamentos eletrônicos para que possam desempenhar suas funções no espaço. 0 Controle Térmico tem o objetivo de produzir no espaço condições térmicas satisfatórias para todos os equipamentos eletrônicos do satélite. Condições térmicas podem significar tanto níveis de temperatura como gradientes térmicos. Cada equipamento de uni satélite tem sua faixa específica de temperatura dentro da qual ele opera satisfatoriamente. Fora dela, podem ocorrer mau funcionamento ou danos permanentes. Um equipamento, por exemplo, pode operar numa faixa entre -10 a 40OC, enquanto que um painel estrutural tipo sanduíche (honeycomb) pode resistir a temperaturas entre -150 a 1000C. Por outro lado, se o satélite estiver equipado com instrumentos de precisão, como por exemplo urna câmera de sensoriamento remoto, existem limites de gradientes térmicos nos painéis para evitar distorções na estrutura do satélite. Alguns destes equipamentos têm alta dissipação térmica a qual precisa ser transportada para um irradiador e rejeitada para o espaço, de forma a evitar o excessivo aquecimento destes equipamentos. Várias opções de transporte de calor podem ser utilizadas, incluindo condução térmica, sistemas monofásicos e bifásicos de transporte de calor. A escolha depende de fatores tais como a magnitude da dissipação, distância de transporte, precisão requerida no controle da temperatura, e requisitos de confiabilidade, massa e custo do sistema. Para alcançar o seu objetivo, o controle térmico dispõe de dois métodos que são o controle passivo e o controle ativo. 0 controle passivo é sempre utilizado por ser mais simples e, portanto, ivaís confiável e também mais barato. 0 controle ativo é utilizado quando não for possível atingir os objetivos somente com o controle passivo. Os dois métodos serão discutidos em detalhes no item 8.3. 0 ambiente espacial é extremamente hostil do ponto de visto térmico. Um satélite em órbita da Terra está sujeito a radiações térmicas provenientes do Sol e da Terra, que o aquece, e por outro lado, está exposto ao próprio ambiente espacial que o esfria, A temperatura de equilíbrio de um corpo negro no espaço sem nenhuma carga térmica, como por exemplo durante o eclipse de uma órbita geoestacionária, é 4K ou -2690C, enquanto que se ele for mantido exposto ao Sol durante um longo tempo, sua temperatura poderia alcançar 570C dependendo da forma. Basicamente dois tipos de cargas térmicas afetam o satélite quando em órbita. 0 primeiro tipo de cargas térmicas corresponde a cargas externas provenientes do Sol (radiação no espectro solar), da Terra (radiação no espectro infravermelho) e o albedo que é a radiação solar refletida pela Terra (ver Figura 8.1). Este tipo de carga térmica vai-ia em função dos parâmetros orbitais e da atitude do satélite em relação à Terra e ao Sol. que por sua vez, são função da natureza da missão. A órbita é que determina a existência ou não do eclipse (período em que o satélite está na sombra da Terra) e sua duração, A atitude do satélite em órbita define corno e quais faces do satélite receberão a incidência solar e outras cargas externas. 0 segundo tipo é a carga térmica interna que são as potências dissipadas nos equipamentos eletrônicos que podem variar com o tempo e modos de operação do satélite. No espaço os mecanismos de transferência de calor são por radiação e condução. Não há convecção devido a ausência de ar ou qualquer outro meio convectivo. A transferência radiativa é urna função complexa que depende da geometria e propriedades termo-óticas das superfícies do satélite. Todos os fatores citados anteriormente devem ser considerados em um projeto térmico. A busca de um projeto que satisfaça todos os requisitos térmicos é feita primeiramente através de análises baseadas em modelos matemáticos. Estes modelos devem reproduzir com determinada precisão o comportamento térmico do satélite nas várias condições de órbita. As situações críticas, de mínimas (frio) e máximas (quente) temperaturas, são identificadas de forma a restringir os casos a serem analisados. Admite-se que se o projeto térmico garantir temperaturas e gradientes satisfatórios para as situações críticas, todas as outras condições intermediárias estarão cobertas. Urna vez estabelecido um projeto preliminar, fabrica-se e monta-se uma maquete térmica, conforme especificação do projeto. Esta maquete térmica é submetida a Uni teste denominado "Teste de Balanço Térmico (TBT)", cujos objetivos são qUalificar o projeto térmico e ajustar o modelo matemático. Neste teste simulam-se, dentro das possibilidades, as condições críticas de órbita introduzindo a maquete em uma câmara vácuo-térmica e utilizando simuladores de cargas térmicas. Os resultados experimentais obtidos são comparados com os teóricos. As discrepâncias, se houverem, devem ser sanadas ajustando-se o modelo matemático, e se for necessário modificando~se o projeto térmico. Deve-se lembrar que geralmente os satélites têm geometrias complexas, e simplificações e aproximações são necessárias durante o modelamento matemático. Estas simplificações introduzidas rio modelo matemático levam muitas vezes a erros que devem ser corrigidos. Um bom desempenho no TBT significa que pode-se iniciar a implementação do projeto no modelo de vôo. Além da fase operacional do satélite, o projeto térmico deve também garantir condições satisfatórias durante as fases de pré-lançamento, lançamento, e aquisição de órbita e atitude. A fase de pré-lançamento compreende o manuseio, a checagem e o transporte do satélite até a base de lançamento. Estas atividades são sempre feitas em ambiente controlado de forma que não é uma fase crítica para o controle térmico. Durante o lançamento, o satélite passa por duas situações bem diferentes. A primeira ocorre logo após o lançamento quando o satélite está protegido pela coifa, que sofre aquecimento cinético. A coifa irradia calor para o satélite pela sua superfície interna, podendo afetar componentes externos do satélite. A segunda situação ocorre após a abertura da coifa, quando o próprio satélite fica sujeito ao aquecimento cinético. Esta fase não é crítica se a abertura ocorrer a urna altitude maior que 90 km. A fase de aquisição de órbita e atitude ocorre logo após o lançamento e deve ser analisada com cuidado pelo controle térmico, pois nesta fase o satélite pode ter urna atitude (ou órbita em casos de satélites geoestacionário) bem diferente da nominal. Isto implica em incidência solar sobre painéis que na órbita nominal não terão carga térmica e vice-versa. O projeto térmico deve prever estes casos. |
| Area | ETES |
| Arrangement | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção anterior à 2021 > DIDMC > Controle térmico |
| doc Directory Content | access |
| source Directory Content | there are no files |
| agreement Directory Content | there are no files |
| 4. Conditions of access and use | |
| Language | pt |
| Target File | leite_controle.pdf |
| User Group | administrator |
| Visibility | shown |
| Copy Holder | SID/SCD |
| Read Permission | deny from all and allow from 150.163 |
| Update Permission | not transferred |
| 5. Allied materials | |
| Next Higher Units | 8JMKD3MGPCW/446AF4B |
| Dissemination | NTRSNASA, BNDEPOSITOLEGAL. |
| Host Collection | sid.inpe.br/banon/2003/08.15.17.40 |
| 6. Notes | |
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