LUAS1-nanosatelliitin EPS-integraatio

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia LUAS1-nanosatelliittia ja suunnitella sille kehitysversiota. Haluttiin yksinkertaistaa nykyistä EPS-versiota integroimalla elektroniikkaa yhdelle piirilevylle, kun nykyisessä versiossa on useita piirilevyjä. Tarkoituksena oli myös tutkia nykyistä EPS-järjestelmää ja tehdä sitä silmällä pitäen kehittämissuunnitelma. Huomioitaisiin tarvittaessa myös elektronisten piirien vaihtotarve, sillä nykyisen järjestelmän virrankäsittelykyky on liian suuri. Toiseen piiriin vaihtamalla tilan tarvetta saataisiin vähennettyä.

Laskettiin energiabudjettia, joka määräytyy aurinkokennojen tehosta ja näin ollen vaikuttaa EPS-järjestelmän suorituskykyyn. Kehityssuunnitelmassa otettaisiin myös kantaa EPS-järjestelmän eri elektroniikkakokonaisuuksien kahdentamisesta eli redundanttisuudesta.

Opinnäytetyössä selitetään CubeSatin missioista ja mille kiertoradoille satelliitit yleensä lähetetään avaruudessa. Avataan nykyistä EPS-versiota ja kerrotaan tietoliikennesatelliitin toiminnasta ja sen perusjärjestelmistä sekä hyötykuormasta.

Työssä pohdittiin CubeSatin energiabudjettia ja miten energia saataisiin riittämään mission suorittamiseen kiertoradalla. Elektroniikan suunnitellussa ja määrittelyssä otettiin huomioon akkujen ja aurinkopaneelien soveltuvuus avaruusympäristöön. Työssä myös otettiin kantaa järjestelmien kahdentamiseen. Opinnäytetyön pohjana käytettiin jo olemassa olevaa LappiSat-projektissa tehtyä LUAS1-nanosatelliittia.

The purpose of the thesis was to study the LUAS1 nanosatellite and design a development version for it. The aim was to simplify the current EPS version by integrating the electronics on one circuit board while the current version has several circuit boards. The purpose was also to study the current EPS system and make a development plan with that in mind. If necessary, the need to replace electronic circuits would also be considered, as the current system's power handling capacity is too large. By switching to the other circuit, the need for space could be reduced.

An energy budget was calculated, which was determined by the power of the solar cells and thus affects the performance of the EPS system. The development plan would also take a position on the duplication of the different electronic components of the EPS system, i.e., redundancy. The suitability of batteries and solar panels for the space environment was considered in the planning and specification of the electronics.

The thesis explains CubeSat's missions and which orbits satellites are usually sent to space. The current EPS version and the operation of the communication satellite and its basic systems and payload are explained. The thesis focuses on CubeSat's energy budget and how to get enough energy to complete the mission in orbit. The duplication of systems is also discussed. The already existing LUAS1 nanosatellite made in the LappiSat project was used as the basis of the thesis.