Análise Térmica do Satélite Libertad 2: um Guia para Predição de Temperatura de CubeSat

RESUMO: Apresentamos um modelo para prever a temperatura de um CubeSat de três unidades em uma órbita baixa da Terra, que supõe uma única temperatura comum a todos os componentes do satélite. Nossa exposição inclui um cálculo detalhado, em grande parte analítico, dos fluxos de calor externos para uma órbita particular e suposições da espaçonave baseadas nas características previstas para o satélite Libertad 2 em desenvolvimento na Universidad Sergio Arboleda. Além disso, apoiados por software especializado em análise térmica, calculamos os fluxos de calor e suas temperaturas associadas para todas as possíveis orientações orbitais, e combinamos esses resultados com uma descrição da rotação do plano orbital do satélite (regressão nodal) e do movimento solar na eclíptica, para determinar os mínimos e máximos da oscilação de temperatura orbital durante a vida útil da missão de um ano. Encontramos que, para parâmetros de modelo viáveis, os extremos de temperatura estão, na maior parte, dentro da faixa de temperatura operacional do componente mais sensível do satélite, 0 ºC ≤ T ≤ 60 ºC, sugerindo viabilidade da missão. Finalmente, discutimos possíveis melhorias no modelo que permitiriam testar atualizações no design do satélite. Nesse sentido, vale a pena notar que o cálculo dos fluxos de calor externos aqui descrito pode ser transferido, quase sem alterações, para um modelo mais preciso que descreva a transferência de calor entre partes do satélite com diferentes temperaturas.