Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 8.28
Basic structural arrangement used with three-axis spacecraft.
8.3.9
Structural Arrangements
The last area to discuss in spacecraft design is the structural arrangement or physical
support system for the spacecraft. Figure 8.28 shows one arrangement for the
three-axis.
The box structure is used for many three-axis satellites because it facilitates
the attachment of solar panels and antennas. A monocoque cylindrical can be
placed at the center to handle launch loads, although flat panels and struts may
be preferable to maximize mounting area and volume. Equipment is mounted on
panels, which are integrated with the spacecraft. A practice is to configure the
structure as separable payload and bus modules to facilitate assembly and final
integration.
Structural design of the spacecraft must consider all phases of the mission,
ranging from buildup during manufacture, on-ground testing, transportation to
the launch site, launch and final orbit injection, deployment on station, and opera-
tion for the lifetime of the satellite. A major consideration is that the spacecraft
must fit properly within the launch vehicle shroud, as will be discussed in Chapter
10. All components must be placed appropriately in the spacecraft and be capable
of operating properly under all expected conditions. The structure also functions
as a shield cage to protect sensitive electronics from space radiation and ESD.
Another area of complexity is the continuing drive to reduce weight because that
is what determines lifetime (due to fuel availability) and cost (associated with
launching of the satellite or constellation). There is a need to find lightweight
materials, both metallic and nonmetallic, that can be properly fashioned into the
structural components of the vehicle and withstand the rigors of space flight.
References
[1]
Larson, W. J., and J. R. Wertz,
Space Mission Analysis and Design
, Torrance, CA: Micro-
cosm, and Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1992.
[2]
Smith, D., ‘‘Operations Innovations for the 48-Satellite Globalstar Constellation,’’
AIAA
16th Internat. Communications Satellite Systems Conf
., Washington, D.C., February 25–29,
1996, Collection of Technical Papers, American Institute of Aeronautics and Astronautics,
New York, paper no. 96-1051, 1996.

---

290
Spacecraft Mission and Bus Subsystems
[3]
Coates, D. K., et al., ‘‘The Design and Manufacture of Nickel-Hydrogen Batteries for
Spacecraft Power Systems,’’
AIAA 16th Internat. Communications Satellite Systems Conf
.,
Washington, D.C., February 25–29, 1996, Collection of Technical Papers, American Insti-
tute of Aeronautics and Astronautics, New York, paper no. 96-1023, 1996.
[4]
NASA, ‘‘Overview of Electric Propulsion Devices and Power Systems,’’ http://trajectory.
lerc.nasa.gov/aig7820/projects/e.

---