Solar sails are an innovative propulsion mechanism for space exploration, harnessing the momentum of photons from the Sun to propel spacecraft. As material science advances and launch costs continue to fall, opportunities utilising the novel characteristics of solar sails become more and more feasible. Due to the inherit connection between mass and acceleration, it is of great importance to reduce mass to gain acceleration. This thesis investigates the structure of solar sails and provides an analysis of the forces they encounter. The study examines the forces acting on circular solar sails in space, as well as the unique challenges they face on Earth and during the launch phase. The membrane and supporting composite structure is analysed using mathematical models in MATLAB in order to develop and optimize structures for strength and reduced mass. Dimensioning forces were found and a preliminary structure discussed. By understanding these forces, it is possible to optimize the design and deployment of solar sails, paving the way for more efficient space missions. / Solsegel är en innovativ framdrivningsmekanism för rymdforskning som utnyttjar fotoners rörelsemängd från solen fotoner för att driva rymdfarkoster. I takt med att materialvetenskapen utvecklas och uppskjutningskostnader fortsätter att sjunka, blir möjligheterna att anv¨anda solsegels unika egenskaper alltmer genomförbara. På grund av det naturliga sambandet mellan massa och acceleration är det av stor vikt att minska massan för att öka accelerationen. Detta examensarbete undersöker strukturen hos solsegel och ger en analys av de krafter de utsätts för i olika stadier under dess livscykel. Studien granskar de krafter som verkar på seglen i rymden, samt de unika utmaningar de står inför på jorden och under uppskjutningsfasen. Membranet och den stödjande kompositstrukturen analyseras med hjälp av modeller i MATLAB för att utveckla och optimera strukturer med avseende pästyrka och vikt. Genom att förstå dessa krafter är det möjligt att optimera utformningen och utplaceringen av solsegel, vilket banar väg för allt mer effektiva och unika rymduppdrag.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-347920 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Stenberg, Simon |
| Publisher | KTH, Flyg- och rymdteknik, marina system och rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:024 |
Page generated in 0.0025 seconds