Analysis of Structural Strength in the Design of a CubeSat Nanosatellite

Abstract

En la actualidad se han estado realizando investigaciones en el diseño estructural de satélites miniatura, con el fin de reducir el tamaño de los grandes satélites a dimensiones menores, y así reducir masa estructural y, por lo tanto, costos derivados del lanzamiento de estos satélites, ya que poner en órbita un satélite tiene costos muy elevados en función de su masa estructural, es decir, a mayor masa de un satélite, los costos por su lanzamiento y puesta en órbita en el espacio son mayores, ocurriendo lo contrario si la masa del satélite se reduce. Con base en lo anterior, en este trabajo se propone el diseño de una estructura para un nanosatélite tipo CubeSat, con un pequeño número de componentes estructurales, con el objetivo principal de reducir masa, además de poder ensamblar y desensamblar al nanosatélite de una manera fácil y rápida, tanto en tierra como en órbita. Para lograr tales objetivos, se utilizará un software de elemento finito denominado Ansys Multiphysics, que determina las deformaciones y los esfuerzos que experimentará el nanosatélite propuesto, a fin de evaluar su resistencia estructural al ser sometido a cargas generadas por la alta aceleración del vehículo de lanzamiento durante la fase de despegue. Se mostrará mediante los resultados obtenidos para las elongaciones y esfuerzos de Von Mises, si la estructura propuesta es apta o no para resistir los esfuerzos a los que se encontrará sometida la estructura.