مدل سازي حرارتي محموله ليدار يك ماهواره سنجشي بر اساس ملاحظات طراحي سيستمي و مرور چالش‌هاي آن

تغييرات دما در سامانه هاي اپتيكي منجر به تغيير ساختار عناصر عبور دهنده نور و در نهايت تغيير مسير نور از راستاي اوليه مي شود. محموله ليدار به عنوان يك زيرسامانه الكترواپتيكي سنجش از دور فعال با بهره گيري از فناوري ليزر اهداف را پايش مي كند. در ليدار حساس ترين ماژول به دما، ليزرمي باشد كه تاثير بسيار زيادي بر پايداري حرارتي دارد. ماهواره سنجشي مورد بررسي در اين پژوهش داراي محموله ليدار است كه در مدار دايروي به ارتفاع 500 كيلومتر از سطح زمين با دوره تناوب 105 دقيقه و زاويه انحراف º98 با هدف پايش محيطي و هواشناسي در مدار قرار خواهد گرفت. به منظور شبيه سازي حرارتي ماهواره و محموله ليدار، بازه حرارتي محيطي، مشخصات هندسي و ترمواپتيكي و نيز مشخصات مداري به صورت يك مدل رياضي هندسي در نرم افزار ترمال دسكتاپ ايجاد و سپس با توجه به مشخصات ترموفيزيكي و نيز تلفات حرارتي زمانمند، المان هاي مختلف ماهواره و محموله يك شبكه حرارتي در قالب يك مدل رياضي حرارتي در مودهاي مختلف مداري و عملكردي مورد تحليل حرارتي قرار گرفته شده است. نتايج نشان مي‌دهد طراحي حرارتي باعث شده است كه محموله ليدار در شرايط سرد مداري افزايش دماي حدود 38 درجه سانتيگراد را ثبت نمايد. همچنين بازه نوسانات دمايي قبل از اعمال طراحي حرارتي در حالت سرد تغييرات دمايي در يك مدار حدود 14 درجه و بعد از طراحي اين نوسانات به حدود 5 درجه كاهش يافته است. در شرايط گرم مداري نيز شرايط دمايي بعد از طراحي بسيار بهبود يافته و ماكزيمم دماي عملكردي حدود 27 درجه و متوسط دمايي نيز حدود 22 درجه كاهش يافته است ضمن اينكه نوسانات دمايي نيز 21 درجه كاهش يافته است. افزايش دمايي قابل توجهي در مورد گيرنده بعد از اعمال طراحي حرارتي در شرايط سرد اتفاق افتاده است كه البته همچنان در محدوده مجاز قرار گرفته است. اين درحالي است كه در شرايط گرم بعد از اعمال طراحي حرارتي تغيير زيادي در دماي گيرنده روي نداده است. در مورد بازتابنده شرايط كاملا متفاوت است به نحوي كه حداقل دما در شرايط سرد 42 درجه افزايش و حداكثر دما در شرايط گرم 7 درجه كاهش داشته است. ضمن اينكه تغييرات دمايي نيز در هر دو حالت يكنواخت تر شده است.