Design of reliable electrical power system for Foresail-1 small satellite

Thumbnail Image

Files

master_Cheremetiev_Kiril_2020.pdf (13.41 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2020-05-18

Department

Major/Subject

Control, Robotics and Autonomous Systems

Mcode

ELEC3025

Degree programme

AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)

Language

en

Pages

15+56

Series

Abstract

This thesis covers design and testing of electrical power system (EPS) for Foresail-1 3U CubeSat, which is will be launched to low-earth orbit for 5 years. EPS is a mission critical subsystem that provides electrical power to avionics subsystems for the lifetime of the mission. With extensive use of commercial-of-the-shelf components and heightened mission demands, ensuring reliability of the EPS through-out the mission will require sound engineering design choices and extensive testing. In the first part of the thesis, hardware design of the Foresail-1 EPS will be reviewed, covering circuit design for space environment and component selection. In the latter part of the thesis, Foresail-1 development and testing philosophy will be explained with test results. Test results will cover maximum power point tracking battery charging and total dose test campaign held in December 2019.

Tässä diplomityössä käydään läpi Foresail-1:n sähköjärjestelmän suunnittelu ja testaus. Foresail-1 on 3U CubeSat-missio, joka laukaistaan matalalle Maan kiertoradalle 5:ksi vuodeksi. Sähköjärjestelmä on missiokriittinen alijärjestelmä, joka tuottaa sähköä avioniikka alijärjestelmille koko mission ajaksi. Koska CubeSatit käyttävät laajasti "suoraan hyllyltä"~ ostettavia komponentteja ja samalla missiovaatimukset ovat kohonneet, sähköjärjestelmän luotettavuuden takaaminen tulee vaatimaan hyviä piirisuunnittelukäytäntöjä ja perusteellista testausta. Diplomityön ensimmäisessä osassa tarkastellaan Foresail-1:n sähköjärjestelmän laitteiston suunnittelua, joka kattaa piirisuunnittelua avaruusympäristöön ja komponenttien valinnan. Diplomityön jälkimmäisessä osassa käydään Foresail-1:n kehitys- ja testauskäytännöt, sekä testitulokset läpi. Testitulokset tulevat kattamaan akkulaturin, joka toimii suuriman tehopisteen seuranta algoritmilla, ja säteilytestauskampanjan, joka järjestettiin joulukuussa 2019.

Description

Supervisor

Praks, Jaan

Thesis advisor

Niemelä, Petri

Keywords

EPS, electrical power system, CubeSat, Foresail-1

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202005243326

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC