低軌衛星的發展趨勢
近年來，低軌道衛星（LEO, Low Earth Orbit）技術快速發展，主要應用於通訊、遙測、地球觀測及全球網路覆蓋。隨著 SpaceX Starlink、OneWeb 等大型衛星星座計畫的推動，低軌衛星的數量正在急劇增加。低軌衛星具有以下幾大優勢：
- 低延遲： 相較於地球同步軌道（GEO）衛星，低軌衛星的訊號傳輸延遲較短。
- 較低發射成本： 低軌道使衛星體積與發射成本降低。
- 高覆蓋率： 可透過多顆衛星組成星座，實現全球無縫覆蓋。
低軌衛星的熱管理挑戰
在太空環境中，衛星無法通過對流與傳導來散熱，而是主要依賴輻射散熱。低軌衛星的熱管理需要考慮以下因素：
- 劇烈的溫度變化： 衛星在繞地軌道運行時，會經歷太陽直射（高溫）與地球陰影（低溫）交替的極端溫差。
- 酬載熱負荷： 衛星上的科學儀器、感測器、通訊設備等都會產生熱量，需有效排放以防止過熱。
- 散熱限制： 衛星結構輕量化，使散熱面積受限，如何設計高效的熱控系統成為關鍵。
Simcenter 3D SST 在衛星熱控模擬中的應用
為了有效應對低軌衛星的熱管理挑戰，Simcenter 3D Space Systems Thermal（SST） 提供了一套完整的熱分析解決方案，幫助工程師進行精準的熱控設計與驗證。
1. 熱輻射與軌道熱環境模擬
Simcenter 3D SST 能夠精確模擬衛星在不同軌道條件下的輻射環境，包括太陽輻射、地球反射（Albedo）與地球紅外輻射的影響，確保衛星在極端溫差條件下仍能穩定運行。
2. 高效的酬載熱分析
Simcenter 3D SST 內建專業的熱分析模型，可幫助工程師預測酬載在不同運行模式下的熱負荷，並優化散熱結構。
3. 整合 CFD 進行詳細熱流分析
Simcenter 3D SST 可與 CFD 工具整合，模擬衛星內部與外部的熱傳遞過程，確保熱控系統能有效運作。
4. 可靠性驗證與熱控設計優化
透過 Simcenter 3D SST 的熱模擬功能，工程師可以提前測試不同的熱控策略，避免在實際發射後發現問題。此外，它還能幫助：
- 縮短設計週期，減少物理測試的需求，降低開發成本。
- 模擬不同酬載運行模式，確保衛星在各種狀況下的熱穩定性。
結論：Simcenter 3D SST 助力低軌衛星熱控設計
透過 Simcenter 3D SST，工程師可以快速進行熱模擬，優化衛星熱控系統設計，確保酬載設備在嚴峻的太空環境中穩定運作，推動低軌衛星技術的進步。
