Utveckling av miniatyriserat fyllning- och tömningssystem för bränsletankar på små satelliter

Under de senaste åren har rymdindustrin förändrats markant av bland annat inflödet av privat finansiering och tillgängligheten av ny teknologi, vilket har resulterat i att mindre och billigare satelliter finns på marknaden. GomSpace Sweden, som är en del av GomSpace Group, är en aktör på denna marknad och utvecklar framdrivningssystem för mindre satelliter, så kallade CubeSats. En av deras miniatyriserade produkter är ett framdrivningssystem av kall gas, som passar för 3-unit CubeSats. Med dagens design kan bränsletanken fyllas genom en ingångsport men endast tömmas genom munstyckena, vilket skapar flertalet problem. Detta arbete avser att utveckla en lösning på dessa problem och skapa ett fullständigt fyllnings- och tömningssystem för GomSpace produkt. En konceptuell lösning av ett fyllnings- och tömningsverktyg utvecklades, för att sedan designas och slutligen tillverkas. Verktyget testades, och resultaten uppfyllde de initialt ställda kravspecifikationerna. Efter fler utförda tester uppstod möjligheter till förbättringar vilket ledde till att en andra digital version av verktyget utvecklades. Ett förslag till en mergenerell lösning för fyllnings- och tömningssystem utvecklades också, vilket kan användas som en modul i framtida utvecklingsprocesser av små framdrivningssystem. Sammanfattningsvis visar detta arbete en lösning på problemet med fyllnings- och tömningssystemet av det nuvarande framdrivningssystemet för 3-unit CubeSats. Ett verktyg både tillverkades och testades med framgång. En förbättrad version av verktyget, som minskar riskerna för skador och slitage samt förenklar användningen, skapades som en digital modell. Slutligen, designades en generell lösning för fyllnings- och tömningssystem, vilket skulle kunna användas i flertalet av GomSpace’ framtida produkter och därmed minska bådekostnader och tid för produktutveckling.During recent years, private funding and new technology have boosted a change of the space industry, resulting in smaller and cheaper satellites being available on the market. GomSpace Sweden, part of GomSpace Group, is located in this market and develops propulsion systems for small satellites, so called, CubeSats. One of these highly miniaturized and efficient products is the cold gas propulsion system, suitable for 3-unit CubeSats. Due to the current design, the propellant tank of the system can be filled through a port but only drained through the thrusters, which causes several issues. This thesis concerns the development of a solution to these issues and creating a complete fill and drain system. A conceptual solution for a fill and drain tool was created and later designed as well as manufactured. The tool was tested and all initial requirements were successfully verified. However, through testing the functionality of the tool, several areas of improvement were found. A second version of the tool was digitally designed to meet these improvements. Also, a proposal of a more general fill and drain solution was digitally designed, which could be realized as a module in future development processes, including a fill and drain tank interface, fill and drain tool and a fill and drain procedure. In conclusion of the thesis, a solution to the problem with the current design of the propulsion system was successfully developed and tested. An improved version of the solution was designed, which decreases the risk of damage to the propulsion system and simplifies the usage. Finally, a design of a general fill and drain system was created, which could possibly span over several future GomSpace products and lowering both the cost and time of development