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Design and Flight Performance of the Combined Thermal Control System of the BOLIDE Experiment in Balloon Mission PMC Turbo/2018

Baturkin, Volodymyr und Kaifler, Bernd und Rempel, Dimitry und Kaifler, Natalie und Spröwitz, Tom und Henning, Fabian und Roßi, Philipp (2019) Design and Flight Performance of the Combined Thermal Control System of the BOLIDE Experiment in Balloon Mission PMC Turbo/2018. In: Collections. International Conference on Environmental Systems (133). 50 International Conference on Environmental Systems ICES -2020, 12-16 July 2020, Lisbon, Portugal.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Offizielle URL: https://ttu-ir.tdl.org/handle/2346/86433

Kurzfassung

The Polar Mesospheric Cloud Turbulence experiment (PMC Turbo) is intended to observe and quantify the dynamics of small-scale gravity waves and instabilities in the upper mesosphere. The instruments aboard a stratospheric balloon include seven high-resolution cameras and a Rayleigh lidar (BOLIDE). BOLIDE provided profiles of atmospheric temperature up to 85 km altitude throughout the flight and consists of a laser, the electronic/optical equipment housed in a sealed electronics box, and a stand-alone telescope. Flight duration was ~5.9-days from Esrange/Sweden to northern Canada in July 2018 at altitude 38±2 km. Experiment BOLIDE uses two types of thermal control systems (TCS), an active one for the equipment in the electronic box and a passive system for the telescope. The most demanding component of BOLIDE is the laser, which generates 150 W of heat and operates at temperature level +10…+26 oC. Active combined TCS included the liquid cooling of the laser installed on a cold plate and forced gas convection inside the sealed cabinet for cooling of units distributed on three levels. The heat from the laser and circulating gas is removed by circulating liquid via heat exchanging surfaces and is transferred to the radiator. The closed liquid loop consists of a tank, vain pump, connecting lines, heat exchangers, cold plate, temperature-regulating electronics and a 1.6 sq.m one-sided radiator with a total capacity of rejecting 450 W into space. The proposed TCS design allows modification of the inner layout of components in the electronics box, adding/removal/replacement of the units, isolation from external thermal disturbances, and protecting the instrument in a clean gas atmosphere. An overview of the TCS for the BOLIDE experiment, the approaches used in the thermal mathematical model as well as details of the elaborated solutions and flight data are presented in this paper.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135694/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Design and Flight Performance of the Combined Thermal Control System of the BOLIDE Experiment in Balloon Mission PMC Turbo/2018
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Baturkin, VolodymyrVolodymyr.Baturkin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaifler, BerndDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5891-242XNICHT SPEZIFIZIERT
Rempel, DimitryDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaifler, NatalieDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-3118-6480NICHT SPEZIFIZIERT
Spröwitz, TomTom.Sproewitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5369-6919NICHT SPEZIFIZIERT
Henning, Fabianf.henning (at) mailbox.orgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roßi, PhilippDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2019
Erschienen in:Collections. International Conference on Environmental Systems
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTTexas Tech UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Name der Reihe:ICES-2020-133
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:balloon, high altitude, optics, lidar, thermal control, liquid cooling
Veranstaltungstitel:50 International Conference on Environmental Systems ICES -2020
Veranstaltungsort:Lisbon, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:12-16 July 2020
Veranstalter :SAE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Carbotherm (alt), R - Mittlere Atmosphäre
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Mechanik und Thermalsysteme
Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Baturkin, Volodymyr
Hinterlegt am:07 Aug 2020 11:34
Letzte Änderung:07 Aug 2020 11:34

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