Towards a Demisable Satellite Platform
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Mot en nedbrytningsbar satellitplattform (Swedish)
Abstract [en]
The increasing presence of space debris poses significant risks to the sustainability of space operations. ESA's Clean Space Initiative is addressing this issue through its Zero Debris approach, which aims to prevent the creation of new debris by ensuring that all future missions are designed considering a sustainable End of Life management. A key part of this is the Design for Demise (D4D) strategy, which aims to ensure that satellite components burn up during atmospheric reentry, thereby minimising the risk of debris reaching the Earth's surface. This thesis presents a state of the art review of existing D4D strategies, analysing and comparing their effectiveness. It also evaluates current demisable technologies, taking into account their Technology Readiness Levels, applications, and how demisable they are. This evaluation links the technology to the D4D strategies, identifying how they contribute to the overall satellite demisability. Additionally, the review identifies gaps in existing research and areas requiring further technological development, to define a technology development roadmap towards achieving a demisable satellite platform.The thesis also addresses the uncertainties surrounding on ground testing and simulations for demise evaluation. To further this, the Destructive Re-entry Assessment Container Object (DRACO) mission is explained, as it seeks to improve the understanding of the demise process by validating current demise simulation tools and on ground testing with in-flight data. DRACO will study the demise of Objects of Interest (OoI) integrated in the platform using cameras, thermocouples and spectroscopic markers. Among other things, the thesis presents the trade off performed on how to integrate and locate the sensors and OoI within the platform. The scientific return from DRACO will contribute significantly to refining D4D strategies and improving satellite design for future missions.
Abstract [sv]
Den ökande mängden rymdskrot utgör betydande risker för hållbarheten av rymdverksamhet. ESAs Clean Space-initiativ hanterar detta problem genom sin Zero Debris-strategi, som syftar till att förhindra uppkomsten av nytt rymdskrot genom att säkerställa att alla framtida uppdrag utformas med en hållbar sluthantering i åtanke. En central del av detta är Design for Demise (D4D)-strategin, som har som mål att säkerställa att satellitkomponenter brinner upp vid atmosfärisk återinträde, vilket inimerar risken för att rymdskrot når jordens yta. Denna avhandling presenterar en översikt av den aktuella forskningen kring befintliga D4D-strategier, där deras effektivitet nalyseras och jämförs. Den utvärderar även nuvarande demiserbara teknologier med hänsyn till deras teknologiska mognadsnivåer (TRL), tillämpningsområden ochnedbrytningsförmåga. Genom denna utvärdering kopplas teknologin till D4D-strategierna, vilket identifierar hur de bidrar till den övergripande demiserbarheten hos satelliter. Dessutom identifierar genomgången forskningsluckor och områden som kräver ytterligare teknologisk utveckling, i syfte att definiera en utvecklingsplan för att uppnå en fullt demiserbar satellitplattform.Avhandlingen behandlar även de osäkerheter som finns kring markbaserade tester och simuleringar för utvärdering av satelliters uppbrytning. För att adressera detta presenteras Destructive Re-entry Assessment Container Object (DRACO)-uppdraget, som syftar till att förbättra förståelsen av uppbrytningsprocessen genom att alidera nuvarande simuleringar och marktester med flygdata. DRACO kommer att studera uppbrytningen av Objects of Interest (OoI), som är integrerade i plattformen, med hjälp av kameror, termoelement och spektroskopiska markörer. Bland annat presenterar avhandlingen den trade-off-analys som utförts kring hur sensorer och OoI ska integreras och placeras inom plattformen. De vetenskapliga resultaten från DRACO kommer att bidra väsentligt till att förbättra D4D-strategier och optimera satellitdesignenför framtida uppdrag.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2025:041
Keywords [en]
Demise, D4D, Zero Debris, End of Life management, re-entry, Clean Space, DRACO, Spectroscopic markers.
Keywords [sv]
Demise, D4D, Zero Debris, End of Life-hantering, återinträde, Clean Space, DRACO, spektroskopiska markörer.
National Category
Vehicle and Aerospace Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-363265OAI: oai:DiVA.org:kth-363265DiVA, id: diva2:1957452
External cooperation
European Space Agency
Subject / course
Space Technology
Educational program
Master of Science - Aerospace Engineering
Supervisors
Examiners
2025-05-092025-05-092025-05-09Bibliographically approved