[论文解读] System Analysis and Pre-Flight Evaluation of Deployable Solar Panels for 3U CubeSat HOKUSHIN-1

Yuji Sakamoto, Masaki Aoi+9 more|arXiv (Cornell University)|Jan 19, 2026

Structural Analysis and Optimization被引用 0

一句话总结

论文对可部署太阳能板在 3U CubeSat HOKUSHIN-1 上的系统设计、结构与热分析以及振动测试进行了评审，包括推进与任务背景。

ABSTRACT

This paper describes the system design methodology derived from the development and evaluation tests of deployable solar panels to be mounted on a 3U CubeSat. The study mainly includes structural analysis, thermal analysis, and a review of vibration test results. Hokkaido University is developing the 3U CubeSat HOKUSHIN-1 in collaboration with Tohoku University and Muroran Institute of Technology. Deployable solar panels are a key technology for future planned lunar exploration missions, as they enable power-intensive communication and propulsion required for orbit control. The satellite also demonstrates a newly developed compact and efficient propulsion system. The satellite has dimensions of approximately 10x10x34 cm, a mass of 3.99 kg, and will be deployed into a circular orbit at an altitude of about 400 km with an orbital inclination of 51.6 degrees from the International Space Station.

研究动机与目标

• 为功率密集型的 CubeSat 任务（包括轨道控制的通信与推进需求）倡导使用可部署太阳能板。
• 描述在 3U CubeSat 上集成可部署太阳能板的系统设计方法。
• 总结结构、热分析和振动测试发现，以支持可靠性。
• 将该航天器的推进系统与任务概况置于月球探测计划的背景中。

提出的方法

• 对在 3U CubeSat 上的可部署太阳能板进行系统设计方法学研究。
• 进行结构分析以评估在展开和运行过程中的机械完整性。
• 进行热分析以评估温度性能和管理。
• 回顾振动测试结果以验证动力学鲁棒性。
• 描述用于分析的卫星几何、质量和任务总线信息。

实验结果

研究问题

• RQ1 将可部署太阳能板集成到 3U CubeSat 的关键设计考虑因素是什么？
• RQ2 结构与热分析如何支持可部署板的可靠展开与运行？
• RQ3 振动测试表明系统在任务情景中的鲁棒性如何？
• RQ4 HOKUSHIN-1 平台如何通过其推进与电力系统实现月球任务能力？

主要发现

• 可部署太阳能板的分析支持对功率密集型通信与推进需求。
• 研究表明该 3U CubeSat 的尺寸约为 10 x 10 x 34 cm，质量为 3.99 kg。
• 任务概况包括部署进入高度约为 400 km 的圆轨道，倾角为 51.6°。
• 一套新开发的紧凑高效推进系统被作为航天器总线的一部分。
• 论文将结构、热和振动视角整合，以支持出厂前评估。