Análisis térmico y estructural de un nano-satélite de órbita terrestre baja. Propuesta de diseño de un CFRP como material estructural.

Abstract

[ES] En el diseño de un nano-satélite resulta muy importante el empleo de materiales ligeros con gran resistencia mecánica y estabilidad dimensional. En este contexto, usualmente se consideran materiales como el titanio, aluminio y basados en fibra de carbono.

En este Trabajo Fin de Grado se considerará un nano-satélite de órbita terrestre baja con control térmico pasivo. Se analizará la repuesta térmica y estructural del satélite considerando un material CFRP con un recubrimiento determinado.

En primer lugar, en una herramienta existente de Matlab basada en un esquema backward-implicit, se definirán las características geométricas y térmicas de los materiales con el fin de obtener las curvas de temperatura a lo largo de la órbita. Posteriormente, mediante la aplicación de la Teoría Clásica de Laminados, se llevará a cabo el análisis tensional y de deformaciones. Los resultados nos permitirán proponer un diseño final del laminado como elemento estructural del nano-satélite.

[EN] In the design of a nanosatellite, the use of lightweight materials with great mechanical resistance and dimensional stability is very important. In this context materials as titanium, aluminium and carbon fiber-based are usually considered.

In this TFG, a low earth orbit nanosatellite will be assessed with passive thermal control. The thermal and structural response of the satellite will be analysed considering a CFRP material as a certain coating.

First, in an existing Matlab tool based on an implicit backward scheme, the geometric and thermal characteristics of the materials will be defined in order to obtain the temperature curves along the orbit. Subsequently, through the application of the Classical Theory of Laminates, the stress and deformation analysis will be carried out. The results will allow us to propose an analysis procedure of the laminate as the structural element of the nanosatellite.