• norsk
    • English
  • English 
    • norsk
    • English
  • Login
View Item 
  •   Home
  • Fakultet for ingeniørvitenskap (IV)
  • Institutt for maskinteknikk og produksjon
  • View Item
  •   Home
  • Fakultet for ingeniørvitenskap (IV)
  • Institutt for maskinteknikk og produksjon
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Thermal Design Analysis and Integration of a Hyperspectral Imaging Payload for a 6U CubeSat

Tran, Tuan Anh
Master thesis
Thumbnail
View/Open
no.ntnu:inspera:2525126.pdf (64.94Mb)
URI
http://hdl.handle.net/11250/2623206
Date
2019
Metadata
Show full item record
Collections
  • Institutt for maskinteknikk og produksjon [2530]
Abstract
Denne oppgaven presenterer utviklingen av et hyperspektral kamera bestående av kommersielle

off-the-shelf komponenter og tilhørende nyttelast ombord på en 6U CubeSat eid av HYPSO

prosjektet. Oppgaven fungerer som et cover for en samling av tekniske rapporter skrevet under

forskningsperioden. Rapportene gir en detaljert beskrivelse av design, tester og analyser utført

for å utvikle og integrere det hyperspektrale kameraet i tillegg til supplementerende nyttelaster.

Det optiske designet av det hyperspektrale kameraet ble utviklet av Fred Sigernes, professor i

optikk og atmosfærisk forskning ved Universitetssenteret på Svalbard. 6U CubeSat-plattformen

som vil inneholde HYPSO-nyttelastene, vil bli levert av NanoAvionics.

Under utviklingen av det hyperspectrale kameraet ble en funksjonell prototype produsert, av en

aluminiumslegering kjent som AA6082-T6. Prototypen ble satt sammen vellykket, og var i

stand til å ta hyperspektrale bilder. Prototypen ble videre testet i forskjellige termiske forhold,

som romtemperatur samt varme og kalde ekstremiteter. Fokuset forble stabilt ved

romtemperatur og de kalde temperaturene testet for. Ved temperaturer over 40 grader begynte

de hyperspektrale bildene å bli ufokuserte.

Mekaniske og termiske analyser ble utført på prototypen, og indikerte at totalstivheten til det

hyperspektrale kameraet var over kravene, mens de operasjonelle temperaturene som var

tilstede under bane rundt jorden trengte termiske styringssystemer for stabilisere nyttelasten.

De optiske kommersielle off-the-shelf komponentene som ble brukt til det hyperspektrale

kameraet ble vakuumtestet. Resultatene viste tegn til kontaminasjon av linsene som måtte

undersøkes nærmere. Store mengder fett ble funnet i de optiske komponentene, som en del av

fokus- og blenderkalibreringsmekanismen. En integrasjonsanalyse måtte gjennomføres på

komponentene for å forsikre at optisk integritet kan holdes når kameraet er i verdensrommet.

De tekniske rapportene presenterer foreslåtte designendringer og tester som må gjennomføres

for a gjøre de utviklede nyttelastene klare til romoperasjoner på HYPSO prosjektets CubeSat.
 
This thesis presents the development of a hyperspectral imager comprising of commercial

off-the-shelf components and the associated payloads onboard a 6U CubeSat owned by the

HYPSO project. It serves as a cover for a compilation of technical reports written during the

research period. The reports provide a detailed description of the design, tests, and analyses

conducted to develop and integrate the hyperspectral imager in additional to the supplementary

payloads.

The optical design of the hyperspectral imager was developed by Fred Sigernes, Professor in

Optics and Atmospheric Research at The University Centre in Svalbard. The 6U CubeSat

platform used to host the HYPSO payloads was provided by NanoAvionics

During the development of the launch- and space-compatible hyperspectral imager a functional

prototype was produced, using an aluminium alloy known as AA6082-T6. The prototype was

successfully assembled, being capable of taking hyperspectral images. Furthermore, the

prototype was tested in various thermal conditions including room temperature as well as hot

and cold extremities. The focus remained stable at room temperature and the tested cold

temperatures, however, started becoming unfocused at 40 degrees Celsius.

Mechanical and thermal analyses were performed on the prototype, indicating that the total

stiffness of the hyperspectral imager payload was above the requirements, while the operational

temperatures present during orbit would necessitate thermal control systems for the payload.

The optical commercial off-the-shelf components used for the hyperspectral imager were

vacuum tested. The results showed signs of contamination of the lenses that had to be further

investigated. Large amounts of grease were found inside the optical components, as part of the

focus and aperture calibration mechanism. Following this, and integration analysis had to be

conducted on the components to make sure optical integrity could be kept in the space

environment.

The technical reports presents proposed design changes and tests needed in order to make the

developed payloads ready for space operations onboard the HYPSO CubeSat.
 
Publisher
NTNU

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit
 

 

Browse

ArchiveCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournalsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournals

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit