جنس بدنه ماهواره‌ها‌

۱۴۰۰/۰۷/۰۷

طرّاحی و ساخت سامانه های فضایی، الزامات خاصی دارد که حتماً باید مورد توجّه قرار گیرد؛ الزاماتی چون تأثیر محیط بر سامانه در طول عمر آن، لرزش ها و شوک های هنگام پرتاب، نبود جاذبه، وجود ذرّات کیهانی، بادهای خورشیدی، گرادیان دمای بالا و … که همه ی این ها، تأثیر زیادی بر روی عملکرد ماهواره دارد. در این میان، سازه ی ماهواره، بیش تر از دیگر موارد اهمّیّت پیدا می کند.

مواد انتخاب شده در بدنه ماهواره باید دارای این ویژگی ها باشند محافظت از ماهواره ،ضدّ تشعشع، پوشش گرمایی، انتقال بار الکتریکی، پشتیبانی سازه ای

انتخاب مواد علاوه بر مشخّصه هایی که در بالا ذکر شد، به نیازمندی های مأموریت ماهواره نیز بستگی دارد. مهم ترین مشخّصه ها در انتخاب مواد عبادت اند از: استحکام و سفتی نسبی و مشخّصات گرمایی. بهترین مواد در دسترس که این ویژگی ها را تأمین می کنند، عبارت اند از:

کربن- اپوکسی: ضریب انبساط حرارتی پایین، استحکام بالاتر و قیمت پایین تر.

گرافیت- اپوکسی: دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، سفتی بیشتر و در نتیجه تغییرات سازه ای کمتر و چگالی پایین.

آلومینیوم: ارزان با کاربرد آسان و دارای ضریب انبساط حرارتی بالاتر نسبت به کامپوزیت های کربنی.

آرامید (Aramid): که نوعی کولار (Dupont B84) است و بسیار محکم و قوی.

برن- اپوکسی: فوق العاه سخت (قابل مقایسه با الماس) و ماشین کاری مشکل.

در بین همه ی مواد، گرافیت- اپوکسی و آلیاژ های آلومینیم، بیش از بقیه مورد توجّه هستند. البته در سال های اخیر، ورود مواد کامپوزیت به عرصه ی صنعت باعث تحوّلات عظیمی به ویژه در زمینه ی هوافضا شده است.

بهترین گزینه می تواند، گرافیت- اپوکسی باشد که استحکام مورد نظر را برآورده می سازد. گرچه ممکن است یک یا چند قید- مانند استحکام و قیمت- طرّاح را مجبور به استفاده از چند ماده بکند و نتواند از یک ماده به تنهایی استفاده نماید؛ ولی به طور ایده آل همان ماده ی گرافیت اپوکسی را برای بدنه ی داخلی و پوسته استفاده می کنند تا اثرات انبساط حرارتی به حدّاقل برسد.

برای اطمینان از مواد انتخابی و پایداری سازه، باید از ماهواره مدلی ساخت و آن را با استفاده از نرم افزارهای اجزا محدود تست کرد و پس از مقایسه ی نتایج با داده های تجربی، تصمیم نهایی را گرفت.