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Temperature increase on folded solar sail membranes

Seefeldt, Patric und Dachwald, Bernd (2021) Temperature increase on folded solar sail membranes. Advances in Space Research, 67 (9), Seiten 2688-2695. Elsevier. doi: 10.1016/j.asr.2020.09.026. ISSN 0273-1177.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117720306736

Kurzfassung

All currently considered solar sail designs require the deployment of a thin reflective membrane. This membrane is stowed using some folding technique and sometimes coiled onto a spool. The temperature of the deployed sail membrane is a critical aspect for solar sail design. Depending on the geometry of the imprinted folding lines, sunlight may be reflected inside folding lines which would locally increase the temperature of the membrane. The analysis presented here aims for a quantification of that temperature increase. Microscope images of a thick polyimide membrane reveal the geometry of folding lines for different tensioning states. In addition, the opening of folding lines are analysed with a finite-element beam model. After the determination of the geometry as a function of the tensioning state, it is analysed how many reflections may appear in a folding line depending on its opening angle for a sail that is oriented perpendicular to the Sun. Two cases are investigated, deep space and low-Earth orbit. It is shown that, even for small tensioning states, the membrane geometry does not allow more than only two reflections. Depending on the material, this can cause a slight temperature increase that also depends on the investigated case (deep space or low-Earth orbit).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144647/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Temperature increase on folded solar sail membranes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Seefeldt, PatricPatric.Seefeldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2067-9458NICHT SPEZIFIZIERT
Dachwald, BerndFH Aachenhttps://orcid.org/0000-0001-8765-8339NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2021
Erschienen in:Advances in Space Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:67
DOI:10.1016/j.asr.2020.09.026
Seitenbereich:Seiten 2688-2695
Verlag:Elsevier
ISSN:0273-1177
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solar sail Hot spots Membrane folding Folding line
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
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DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - GoSolAr (Gossamer Solar Array), R - Ultraleichte Photovoltaik Arrays
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Mechanik und Thermalsysteme
Hinterlegt von: Seefeldt, Patric
Hinterlegt am:19 Okt 2021 12:13
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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