| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21d.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34T/46DFE7P | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/02.23.02.14 | |||||||||
| Última Atualização | 2022:05.09.12.33.11 (UTC) administrator | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/02.23.02.14.41 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2022:08.06.21.39.53 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-18552-TDI/3197 | |||||||||
| Chave de Citação | Roque:2022:MoTeOr | |||||||||
| Título | Optical solar reflector degradation: modelling, testing and orbital data evaluation  | |||||||||
| Título Alternativo | Degradação de materiais refletores ópticos solares: modelagem, testes e avaliação de dados de órbita | |||||||||
| Curso | CMC-ETES-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2022 | |||||||||
| Data | 2022-02-15 | |||||||||
| Data de Acesso | 28 jun. 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Dissertação (Mestrado em Mecânica Espacial e Controle) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 204 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 9766 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Roque, Rafael dos Santos | |||||||||
| Banca | Sousa, Fabiano Luis de (presidente) Vladimirovich, Valeri Vlassov (orientador) Costa, Rafael Lopes (orientador) Silva, Douglas Felipe da Genaro, Gino Muraoka, Issamu Magalhães, Elisan dos Santos | |||||||||
| Endereço de e-Mail | rafael.sroque@gmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2022-02-23 02:14:41 :: rafael.roque@inpe.br -> administrator :: 2022-02-23 15:59:51 :: administrator -> pubtc@inpe.br :: 2022-02-23 16:00:25 :: pubtc@inpe.br -> rafael.roque@inpe.br :: 2022-04-06 01:10:59 :: rafael.roque@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2022-04-06 18:38:05 :: pubtc@inpe.br -> rafael.roque@inpe.br :: 2022-04-12 02:19:22 :: rafael.roque@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2022-05-17 11:20:19 :: pubtc@inpe.br -> simone :: 2022-05-17 11:29:56 :: simone :: -> 2022 2022-05-17 11:29:57 :: simone -> administrator :: 2022 2022-08-06 21:39:53 :: administrator -> :: 2022 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | satellite thermal control thermal coatings degradation controle térmico de satélites revestimentos térmicos degradação | |||||||||
| Resumo | The orbital environment is very challenging to space vehicles and for this reason, good thermal management is a requirement to make them able to accomplish their intended mission. Satellite thermal control systems (TCS) design has to account for the inherent wear caused by the harsh environment they are immersed into. Their conception needs to provide means for them to endure the intended lifespan of the mission. Space radiators are key components that allow internally produced excess heat to be dissipated to deep space through radiation, whereas limiting the entrance of undesired external heat loads such as from the Sun. Radiators are coated with special finishings that allow selective heat transit. Unfortunately, when degraded those coatings have a reduced capacity for limiting Sun radiation absorption because their optical absorptivity α tends to increase through time. Therefore, TCS design has to account for radiators critically reduced capacity that occurs in end-of-life. For this reason, the use of more stable coatings with reduced degradation rates is convenient to make radiators closely adequate to begin-of-life phase. Such attribute allows power savings with reduced need for electrical heating. OSR materials have these characteristics, but their inherent high fabrication variability makes their performance prediction a difficult task since no single established analysis method that currently exists stands out. An in-flight equipment (OSRA) was conceived, tested for space qualification and then integrated to CBERS 04A as the first Brazilian in-flight experiment for degradation assessment of radiator thermal coatings in real space conditions. Four samples compose the OSRA: white paint, black anodized and two OSR produced at INPE by two alternative technologies. Both analytical simplified nodal model and detailed numerical thermal mathematical model (TMM) with Sinda/Thermal Desktop RADCAD tool have been developed. The analytical model was used to perform preliminary analysis and enhance thermal behaviour understanding of the flight specimen. The detailed TMM was created to reproduce with better precision the assembly geometry and all internal couplings to account for possible heat deviations from basic thermal balance analytical equations. OSRA passed the Thermal Balance Test (TBT). Such TBT was recreated using a dedicated TMM version and then calibrated with the test results. Main internal parameters have been identified. A flight version of the TMM was refined with first telemetry data acquired after CBERS 04A has been launched in December 2019. The problem of α assessment through limited telemetry has revealed to be a more complicated task than anticipated: some unaccounted uncertainties, mostly in complex boundary conditions, that could affect the precision of degradation rates (Δα) identification have been found. Nevertheless, an attempt to quantify Δα for the thermal coatings was done. The results are plausible and explainable. As expected, the OSR Δα are lower than they are for the white paint. The treatment of two-year telemetry data from OSRA confirms exponential character of the degradation curve, i.e. in accordance with similar experiments flown by different satellites over the World. RESUMO: O ambiente de órbita é muito desafiador para veículos espaciais e por isso bom nível de gerenciamento térmico é crucial para permiti-los cumprir sua missão. O design de sistemas de controle térmico (TCS) de satélites precisa levar em conta o desgaste inerente causado pelo ambiente hostil em que são imersos. Sua concepção deve prover meios para que resistam toda a vida útil da missão. Radiadores espaciais são componentes fundamentais que permitem calor em excesso internamente produzido a ser dissipado para o espaço profundo via radiação, enquanto que limita a entrada de cargas térmicas indesejadas como a que vem do Sol. Radiadores são revestidos com acabamentos especiais que os permitem ter capacidade seletiva de trânsito de calor. Infelizmente, quando degradados estes revestimentos apresentam uma capacidade reduzida para limitar absorção de radiação solar porque sua absortividade α tende a aumentar com o tempo. Portanto, o projeto de TCS deve levar em conta a capacidade criticamente reduzida de fim de vida dos radiadores. Por essa razão, o uso de revestimentos mais estáveis com taxas de degradação reduzidas são convenientes para fazer os radiadores mais adequados à condição de início de vida. Tal atributo permite economia de energia devido a necessidade reduzida de aquecimento elétrico. OSRs têm tais características, mas sua grande variabilidade inerente a fabricação faz com que predições acerca da sua performance seja um desafio singular, pois não há unicidade nos métodos de análise estabelecidos ou alguma técnica que se destaque sobre as demais até o momento. Um equipamento de voo (OSRA) foi concebido, testado para qualificação espacial e então integrado ao CBERS 04A como o primeiro experimento de voo brasileiro para avaliação da degradação de revestimentos térmicos em condições espaciais reais. Quatro amostras compões o OSRA: tinta branca, preto anodizado e duas de OSR produzidas no INPE usando de tecnologias diferentes. Ambos modelos analítico simplificado nodal e numérico térmico matemático detalhado (TMM) com a ferramenta Sinda/Thermal Desktop RADCAD foram desenvolvidos. O modelo analítico foi usado para executar análises preliminares e incrementar o entendimento do comportamento térmico do espécime de voo. O TMM detalhado foi criado para reproduzir com melhor precisão a geometria da montagem e todos os acoplamentos internos para poder identificar desvios de calor previstos pelas equações analíticas básicas de balanço térmico. OSRA passou com sucesso pelo teste de balanço térmico (TBT). Tal teste foi recriado em uma versão dedicada do TMM para ser calibrado com resultados do teste. Parâmetros internos principais puderam ser identificados. Uma versão de voo do TMM foi refinada com as primeiras telemetrias disponíveis após o lançamento do CBERS 04A em Dezembro de 2019. O problema de avaliar Δα através de telemetria limitada se mostrou mais complexo do que antecipado: algumas incertezas que influenciam no comportamento do sistema foram verificadas, principalmente no que se referem a condições de contorno complexas e que vêm a afetar a precisão das taxas de degradação (Δα). Entretanto, uma tentativa de quantificar Δα para os revestimentos térmicos foi feita. Os resultados são plausíveis e explanáveis. Como esperado, Δα para as amostras OSR são menores do que para a tinta branca. Tratamento de dados de 2 anos de telemetria vindas do OSRA confirma o caráter exponencial da curva de degradação, o que está de acordo com experimentos similares já voados por outros satélites do mundo. | |||||||||
| Área | ETES | |||||||||
| Arranjo 1 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMC > Optical solar reflector... | |||||||||
| Arranjo 2 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGCE > Optical solar reflector... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
| |||||||||
| Conteúdo da Pasta agreement |
| |||||||||
| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://mtc-m21d.sid.inpe.br/ibi/8JMKD3MGP3W34T/46DFE7P | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://mtc-m21d.sid.inpe.br/zip/8JMKD3MGP3W34T/46DFE7P | |||||||||
| Idioma | en | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | pubtc@inpe.br rafael.roque@inpe.br simone | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2021/06.04.03.40.25 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F2UALS 8JMKD3MGPCW/46KTFK8 | |||||||||
| Lista de Itens Citando | sid.inpe.br/bibdigital/2013/10.14.00.13 2 | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2021/06.04.03.40 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||