Development of modular Electrical Power System for KuupKulgur prototype
Laen...
Kuupäev
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Tartu Ülikool
Abstrakt
CubeRovers are a new class of lightweight, modular robotic platforms designed to lower
the barrier to lunar surface exploration. To support such systems, a reliable and modular
Electrical Power System (EPS) is essential. This thesis focuses on the development of
an EPS for KuupKulgur, a CubeRover prototype created at Tartu Observatory. An
advanced EPS-v2 was designed to meet a comprehensive set of power and communication
requirements. While EPS-v2 serves as the foundation for future implementations, a
simplified EPS-v1.1 was subsequently developed based on lessons learned during the
design of v2. This version was tailored to enhance the reliability and performance of the
current KuupKulgur rover prototype. The work includes the design, prototyping, and
testing of both EPS boards. All system requirements were fulfilled, with the exception of
hot-swappability, which was deprioritized due to mechanical and reliability constraints.
Although space qualification was beyond the scope of this thesis, the system architecture
allows for potential future thermal-vacuum and radiation testing. The results presented
here lay the groundwork for future EPS revisions compatible with CubeRover standards
and operational lunar missions.
Kirjeldus
CubeRoverid on uue põlvkonna kerged ja modulaarsed robotplatvormid, mille eesmärk on vähendada tehnilisi ja rahalisi takistusi Kuu pinnale suunatud uurimismissioonide läbiviimisel. Nende süsteemide töökindlaks toimimiseks on vajalik usaldusväärne ja modulaarne elektritoitesüsteem (EPS).
Käesolev magistritöö keskendub KuupKulguri EPS-i arendamisele. KuupKulgur on Tartu Observatooriumis arendatav CubeRoveri prototüüp. EPS-v2 projekteeriti vastavalt KuupKulguri meeskonna poolt eelnevalt kokku lepitud toite- ja sidestandarditele.
Selle arenduse käigus saadud kogemuste põhjal töötati välja ka lihtsustatud versioon EPS-v1.1, mille eesmärk oli parandada olemasoleva KuupKulguri prototüübi töökindlust ja efektiivsust.
Töö raames käsitletakse mõlema toitesüsteemi arendust ja katsetamist. Kõik süsteemi nõuded täideti, välja arvatud akude kuumvahetus, mis jäeti rakendamata mehaaniliste piirangute ja töökindluse kaalutlustel.
Kuigi kosmosekeskkonna testid ei kuulunud selle töö fookusesse, on süsteemi arhitektuur kavandatud nii, et tulevikus oleks võimalik läbi viia termovaakumi- ja kiirguskindluse katsed.
Töö tulemused loovad aluse CubeRoveri standarditele vastavate toitealamsüsteemide edasiseks arendamiseks ning aitavad valmistuda tulevasteks kuumissioonideks.
Märksõnad
KuupKulgur, CubeSat, On-board computer, CubeRover, Electronics