Penny the CubeSat. Kredit:University of North Texas
Ett team av seniorer från University of North Texas College of Engineering har skapat ett energieffektivt system för att styra solpaneler på CubeSats med hjälp av en nickel-titan-formminneslegering.
Deras design slog ut lag från nio andra universitet och tog förstaplatsen vid CASMART 3rd Student Design Challenge i Tyskland. Den internationella ingenjörstävlingen för studenter och doktorander bad team att skapa innovativ teknik med hjälp av formminneslegering.
CubeSats, kallas ibland mikrosatelliter, kan vara så liten som en 4-tums kub. De använder ofta delar från hyllan och är billiga att skjuta upp i låg omloppsbana om jorden. CubeSats kan användas för allt från allmän forskning till kommunikation och jordobservation.
Formminneslegeringar har förmågan att ändra sin form som svar på temperaturförändringar. Dessa ändringar kan användas för att driva, dra och rotera en CubeSats solpaneler utan behov av sofistikerade rörliga delar och hög strömförbrukning. Legeringen tar mindre plats än hydrauliska eller pneumatiska system och genom att eliminera pumpar, växlar, vätskor och tätningar, det finns färre delar att misslyckas med.
"Mängden ström som är tillgänglig i CubeSats innan solpanelsinstallationen är mycket, väldigt begränsad, " sa Michael Ayers, senior inom maskin- och energiteknik. "Tills det går sol, CubeSat är i grunden en telefon utan laddare. När batteriet är slut, det är över."
Brittney Thurston arbetar med Michael Ayers på deras Shape Memory Alloy-system. Kredit:University of North Texas
Systemet designat av Ayers, och andra studenter vid Institutionen för maskin- och energiteknik Brittany Thurstin, Kelsa Adams, Jordan Barnes, Robert Boone och David Evers öppnar, stänger och flyttar en CubeSats solpaneler i rymden med bara 20 watt batteri.
"För detta projekt, vi utvecklade tre separata formminneslegeringsmekanismer för vår CubeSat, som heter Penny, en kvarhållningsmekanism som håller solpanelerna på plats under lanseringen, en utbyggnadsmekanism som förlänger solpanelerna ut i rymden och ett ställdon som flyttar panelerna för att följa solen, ", sa Thurstin. "Att använda en minimal mängd elektricitet ger all den mekaniska energi som behövs för att få satelliten igång. Vi byggde faktiskt en CubeSat för att visa hur formminneslegeringssystemet skulle fungera."
Utöver att styra solpaneler på CubeSats, UNT-teamens forskning har tillämpningar inom industrier som flygteknik, bil, Plats, biomedicinska och många andra.
