Una torre de reflector (top floor antena ) es un elemento estructural de alto rendimiento indispensable para el funcionamiento de algunos satélites de telecomunicaciones modernos (Fig.1). Estas estructuras no sólo deben mantener la perfecta orientación de los reflectores, las guías de ondas y los receptores de señal en un amplio rango de temperaturas, sino que además deben soportar las enormes aceleraciones del despegue.
Por lo general estas torres se fabrican a partir de planchas de materiales compuestos tipo sándwich o de laminados de fibra de carbono. No obstante, los diseños basados en celosías de tubos de fibra de carbono están cobrando cada vez más importancia ya que son muy versátiles y suelen alcanzar reducciones de peso considerables (Fig.2).
Figura 1. Satélite de telecomunicaciones ArabSat-6B con su torre de reflector. Fuente: Airbus
Figura 2. Evolución del diseño de las torres de reflector para satélites de telecomunicaciones.
Para evaluar estas ventajas, en el trabajo de fin de master (TFM) de Alejandro Fitera-Orozco* se ha diseñado una torre de reflector en celosía tubular a partir de las especificaciones de un satélite de telecomunicaciones comercial. Tras una detallada optimización topológica inicial para decidir la configuración de tubos más adecuada, se diseñaron y valoraron teóricamente distintas alternativas para realizar las uniones.
Como prueba de concepto, Anisopter Insightful Research en colaboración con el grupo de Jorge Vilanova (Airbus DS) ha diseñado un modelo de nodo optimizado topológicamente y pensado para facilitar el ensamblaje de la torre del TFM. En la imagen se muestran algunas vistas de uno de los nodos y una foto de un prototipo de montaje fabricado en plástico.
Figura 3. Nodos optimizados topológicamente para una torre de reflector de satélite de telecomunicaciones.
Tras el debido desarrollo, esperamos que la versatilidad y eficiencia de nuestros nodos optimizados topológicamente junto con su sistema de montaje sean claves para conseguir reducciones de peso significativas y fomentar el uso de las estructuras de celosía en aplicaciones aeroespaciales.
Figura 4. Satélite militar de telecomunicaciones Syracuse-4. Fuente: Airbus
Figura 5. Prototipo de montaje.
* Structural optimization of a top floor antenna. Alejandro Fitera-Orozco. UC3M master thesis (2021).
