Dimensionamento preliminare del sistema di controllo termico attivo MPFL monofase di un generatore termoelettrico a radioisotopi per missioni lunari

Al giorno d’oggi, l’esplorazione spaziale sta diventando sempre più un obbiettivo fondamentale per molte aziende ed agenzie che operano nel settore dell’aerospazio. In particolare la progettazione di missioni esplorative sempre più ambiziose sta spingendo l’ingegnere aerospaziale ad operare in campi del tutto inesplorati. Missioni ambiziose richiedono ovviamente sistemi di bordo altrettanto innovativi. In particolare, dal punto di vista energetico, è necessario l’utilizzo di generatori adeguati in grado di supportare le missioni stesse. Attualmente, per questo tipo di missioni si sta prediligendo l’utilizzo di generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG ed MMRTG). In particolare, l’utilizzo di questo tipo di generatori sta diventando ancor più necessario in quanto le missioni di esplorazione spaziale richiedono sempre più l’utilizzo di sistemi di alimentazione sicuri, affidabili e longevi, in grado di fornire elettricità e calore a tutti quei sistemi e strumenti scientifici che necessitano di un mantenimento della temperatura in un determinato range per espletare in maniera efficiente le proprie mansioni. L’utilizzo di questa tipologia di generatori come fonte primaria di produzione di energia implica la gestione di un ingente carico termico correlato al loro funzionamento. Da qui si intuisce l’importanza della progettazione di un adeguato sistema di controllo termico per questa tipologia di missioni, che utilizzano generatori termoelettrici RTG ed MMRTG come fonte primaria di produzione di energia. Questo lavoro di tesi si pone l’obbiettivo di effettuare un dimensionamento preliminare di un sistema di controllo termico a circuito fluido idraulicamente assistito (MPFL) monofase, in grado di gestire un carico termico di all’incirca 2 kW prodotto da un generatore MMRTG utilizzato per una missione lunare. Il lavoro è stato organizzato con un’introduzione che descrive la missione di riferimento ed i principi che regolano il funzionamento di un generatore MMRTG. Si è passato poi alla scelta e definizione di un adeguato sistema di controllo termico, riportando i principi e le equazioni che regolano il funzionamento, attraverso le quali si è potuto effettuare un dimensionamento preliminare. Infine è stata eseguita una stima preliminare delle dimensioni di un radiatore in grado di smaltire il carico assorbito dal sistema di controllo termico, in funzione dell’ambiente in cui il veicolo spaziale si troverà ad operare.