Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Σύστημα διαχείρισης ενέργειας οχημάτων για διαστημικές αποστολές

Kontonikolis Nikolaos

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η εξερεύνηση του νότιου πόλου της Σελήνης έχει αναδειχθεί ως προτεραιότητα για διαστημικές υπηρεσίες και ιδιωτικούς φορείς παγκοσμίως, καθοδηγούμενη από την ανάγκη για εγκαθίδρυση μιας βιώσιμης ανθρώπινης παρουσίας στη Σελήνη. Ένα κρίσιμο στοιχείο αυτής της προσπάθειας είναι η αποτελεσματική αξιοποίηση των σεληνιακών πόρων, ιδιαίτερα των πτητικών υλικών και του νερού, τα οποία μπορούν να υποστηρίξουν την παραγωγή καυσίμων καθώς και οξυγόνου. Οι μόνιμα σκιασμένες περιοχές (PSRs), γνωστές για τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες τους, είναι τοποθεσίες με πιθανώς υψηλή συγκέντρωση πτητικών υλικών και χρήζουν περεταίρω εξερεύνησης και μελέτης με τη χρήση ρομποτικών οχημάτων (rovers). Ωστόσο, αυτές οι περιοχές παρουσιάζουν σημαντικές λειτουργικές προκλήσεις λόγω της έλλειψης ηλιοφάνειας και των ακραίων περιβαλλοντικών συνθηκών. Τα συμβατικά συστήματα που περιλαμβάνουν φωτοβολταϊκές διατάξεις και μπαταρίες συχνά δεν επαρκούν, απαιτώντας δυσανάλογα μεγέθη μπαταριών ή συχνές διακοπές της αποστολής για επαναφόρτιση, ενώ τα συστήματα που βασίζονται σε ραδιοϊσότοπα ενέχουν περιβαλλοντικούς και τεχνικούς κινδύνους. Στη παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε το SELAS (Solar Energy Lightweight Adjustable Station), ένα rover που λειτουργεί σαν κινητός φορτιστής αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια περιοχών του νότιου πόλου της Σελήνης με υψηλή ηλιοφάνεια για να επαναφορτίσει rovers που βρίσκονται στις μόνιμα σκιασμένες περιοχές. Για την βέλτιστη λειτουργία του SELAS αναπτύχθηκε ένα προηγμένο σύστημα διαχείρισης ενέργειας (EMS) ενώ η αρχιτεκτονική του έχει βελτιστοποιηθεί με τη χρήση του αλγορίθμου σμήνους σωματιδίων (PSO), μειώνοντας τη συνολική μάζα του συστήματος. Η σχεδίαση του SELAS υιοθετεί μια ρεαλιστική προσέγγιση χρησιμοποιώντας αποκλειστικά εξαρτήματα υψηλής τεχνολογικής ωριμότητας (TRL). Επιπρόσθετα, προκειμένου να βελτιστοποιηθούν οι χρόνοι φόρτισης που ακολουθεί το SELAS σχεδιάστηκε ένας αλγόριθμος καθορισμού της πορείας του. Οι δυνατότητες του SELAS δοκιμάστηκαν μέσω προσομοιώσεων στο MATLAB, λαμβάνοντας υπόψη διάφορα σενάρια κατανάλωσης ενέργειας ρομποτικών αποστολών στον κρατήρα Henson. Τέλος, δύο ξεχωριστές διατάξεις αξιολογήθηκαν: μία διάταξη 1:1, όπου ένα SELAS φορτίζει ένα rover, και μία διάταξη 2:1, όπου ένα SELAS φορτίζει δύο rovers. Το SELAS αποδεικνύεται εξαιρετικά αποτελεσματικό σε σύγκριση με συμβατικές λύσεις, ιδιαίτερα σε επιχειρήσεις ρομποτικών σμηνών, όπου έχει την δυνατότητα να υποστηρίζει επαρκώς πολλαπλά rover (διάταξη 2:1) μειώνοντας αισθητά τη συνολική μάζα του συστήματος συνεπώς και το τελικό κόστος της αποστολής.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες