Development of a thermal window for the pilot stratospheric balloon

Abstract

A PILOT é uma sonda-balão que actua ao nível da estratoesfera e cujo propósito é o estudo da radiação cósmica de fundo submilimétrica. Esta experiência ocorre a 300 mK e por isso está integrada num crióstato. Devido ás diferenças de temperatura formar-se-á condensação e gelo na janela de entrada e, portanto, neste trabalho, será desenvolvida uma solução para contrariar este fenómeno (chamada janela térmica). Este estudo será realizado na empresa portuguesa SINERGIAE { Space & Technology, sob a orientação do seu Director, o Engenheiro José Pimentão. Para cumprir os objectivos será realizado o case study de uma anterior experiencia, chamada PRONAOS. Concluiu-se que a janela térmica da PILOT terá que ser diferente da janela da PRONAOS. A solução adoptada foi um sistema de circula ção forçada de ar quente, num ciclo semi-fechado; esta solução também se baseia na desumidficação do ar. Mostrou-se que os requisitos de energia para esta solução são aceitáveis, dentro dos limites físicos e financeiros impostos pela missão. O dispositivo foi arquitectado e numericamente simulado e testado de forma a suportar acelerações de 50 ms-2, recorrendo a um software de análise por elementos fínitos; o dispositivo mostrou-se capaz de operar sob as condições propostas. De forma a validar esta solução são necessários mais testes, nomeadamente simulações de dinâmica de fluídos, de troca de calor e de distribuição de temperaturas. Posteriormente este dispositivo ser testado na PILOT.