Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Ponencias en congresos:
Diseño preliminar térmico y estructural del instrumento NOMAD de ExoMars
Año:2012
Áreas de investigación
  • Ingeniería mecánica, aeronaútica y naval
Datos
Descripción
El vehículo espacial ExoMarsOrbiter, llamado Exomars Trace Gas Orbiter (EMTGO), se encuadra en una misión de la ESA/NASA, contribuyendo a las ambiciones europeas de misiones de exploración futura, según lo establecido en la declaración Aurora. Los objetivos del programa ExoMars dan continuidad a los esfuerzos de cooperación con la NASA para enviar una misión de retorno de una muestra de Marte en las siguientes décadas. Están previstas dos misiones dentro del programa ExoMars, una para 2016 y otra para 2018. NOMAD (solar occultation in the infrared and Nadir and Occultation for MArs Discovery) es un espectrómetro de alta resolución en el infrarrojo-visible-ultravioleta, observando en las franjas de 0.2-0.65 y 2.3-4.2 ?m, para la inspección de la atmósfera de Marte. Dispone de tres canales (LNO, SO y UVIS) que operarán según tres modos distintos (ocultación solar, limbo y nadir). NOMAD es un instrumento con una masa de 29.9 kg que está montado sobre la bandeja superior exterior, en la cara fría del vehículo, y debe estar fuertemente desacoplado del mismo desde un punto de vista térmico (con una conductancia total máxima de 0.02 W/K). Este desacoplamiento dificulta el diseño estructural de la unión con el vehículo. El diseño térmico debe estar capacitado además para evacuar el calor disipado internamente y las cargas exteriores, utilizando únicamente métodos de control térmico pasivos. Un requisito térmico adicional es el que impone el espectrómetro del canal LNO, que es una caja interior a NOMAD que debe ser enfriada a -100º C. Con el objeto de cumplir estos requisitos, se disponen dos radiadores: un radiador ?general? para mantener al conjunto del instrumento a una temperatura semejante a la ambiente terrestre, y un radiador multietapa en ?V? para enfriar la sección del LNO a -100º C. Éste último consiste en 4 etapas con placas delgadas, que disponen de una combinación de regiones de alta emisividad y otras de alta reflectividad, para evacuar el calor entre etapas. Además, se ha de alcanzar un compromiso entre la rigidez del radiador y la masa del mismo para disminuir la masa del radiador, las placas delgadas deben ser rigidizadas estructuralmente. Tanto su diseño térmico como el estructural representan un reto tecnológico, debido a su escasa presencia en misiones anteriores. El modelo geométrico y los modelos matemáticos térmicos y estructurales se han construido siguiendo los estándares de la ESA. Esto es, la metodología utilizada ha sido la de efectuar primero un diseño conceptual preliminar, para posteriormente desarrollar un modelo térmico y otro estructural a nivel instrumento, con el software ESATAN y NASTRAN, ambos indicados por la ESA. Los resultados muestran la viabilidad de NOMAD desde un punto de vista térmico y estructural.
Internacional
No
Nombre congreso
XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA
Tipo de participación
960
Lugar del congreso
Castellón, España
Revisores
Si
ISBN o ISSN
0212-5072
DOI
Fecha inicio congreso
14/11/2012
Fecha fin congreso
16/11/2012
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1
Hasta la página
8
Título de las actas
XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: Fermín Navarro Medina (UPM)
  • Autor: Alejandro Manuel Gomez San Juan (UPM)
  • Autor: M. Isabel Perez Grande (UPM)
  • Autor: German Fernandez Rico (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Desarrollo y Ensayos Aeroespaciales
  • Centro o Instituto I+D+i: Instituto Universitario de Microgravedad "Ignacio da Riva"
  • Departamento: Motopropulsión y Termofluidodinámica
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