Master's Thesis

BRNOsat's cubesat design requirements

Final Thesis 5.44 MB

Author of thesis: Ing. Adam Marko

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D.

Reviewer: Ing. Václav Lazar, Ph.D.

Abstract:

CubeSats are currently among the most widely used types of small satellites, with their compact size and broad range of applications making them a stable element of the modern space economy. Their miniature dimensions and high density of electronic components, however, introduce risks associated with overheating, which can negatively affect the reliability of the entire mission. This thesis therefore focuses on the structural design of a passive–adaptive thermal regulation system in the form of a heat switch with an integrated radiator, as well as the analysis of its possible placement within the CubeSat structure. The work includes strength and modal analyses that evaluate the mechanical resistance and dynamic behaviour of the proposed configurations. The results confirm that the designed solution is suitable for integration into standard CubeSat platforms in terms of both thermal performance and mechanical stability.

Keywords:

Cubesat, payload, thermal management, radiator, static analysis, modal analysis

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student prezentoval svoji závěrečnou práci která se zabývala konstrukčními požadavky na cubesat BRNOsat. V následné rozpravě student popisoval konstrukční a funkční požadavky pro umístění radiátoru a požadavky na povrchovou úpravu tohoto radiátoru. Následná obecná rozprava se týkala vyrobitelnosti navrhovaného radiátoru a možností povrchových úprav.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Aerospace Engineering

Study programme

Aerospace Technology (N-LKT-P)

Specialization

Aircraft Design (STL)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D. (předseda)
Ing. Milan Dvořák, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Vladimír Daněk, CSc. (člen)
Ing. Miroslav Šplíchal, Ph.D. (člen)
Ing. David Jágr (člen)
Ing. Josef Bajer (člen)
doc. Ing. Jan Zouhar, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D.

Student pracoval na tématu samostatně, intenzivně a pravidelně konzultoval.

Kontrola na plagiát vykazuje shodu pod 1%.

Cílem práce mělo provedení výtahu z ESA standardů pro konstrukci cubesatů, návrh základního uspořádání s umístěním platícího zatížení, kterým je teplotní snímač a provedení pevnostní a frekvenční analýzy.

K práci v rešeršní oblasti (kap 1.3) chybí nosné rakety Číny a Japonska.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Václav Lazar, Ph.D.

Student předkládá slovensky psanou diplomovou práci zabývající se návrhem uložení platícího zařízení a související umístění radiačního panelu na 6U satelitu BRNOsat. Práce má konstrukční charakter. Nosnými tématy rešerše jsou kapitoly věnující se charakteristice CubeSatů, konstrukci 6U Cubesatů a tepelnému managementu CubeSatů. Samotnému konstrukčnímu návrhu se věnuje práce od 5. kapitoly: „Konstrukční návrh užitečného zatížení“. Zde nastává částečný rozpor oproti prezentovanému Návrhu a metodiky řešení (kapitola 4), kdy je předmětem návrhu radiátor, nikoliv užitečné zatížení CubeSatu. Práce postrádá jasné vymezení cíle konstrukčního návrhu vzhledem k zadání.

V rámci konstrukčního řešení je správně prezentováno více variant např. materiálového řešení radiátoru a izolačních podložek, nebo samotného geometrického návrhu radiátoru. Chybí však definice hodnoticích kritérií nebo bližší specifikace požadavků pro systematické porovnání a výběr variant. Některá rozhodnutí tak působí velmi subjektivně. Rozsah prezentovaných analýz je vhledem k zadání adekvátní. Analyzováno je více případů zatížení dvou prezentovaných variant uložení radiátoru v konstrukci satelitu. Úroveň detailu zpracování analýzy odpovídá předběžnému návrhu a výsledky mohou být použity pro základní zhodnocení proveditelnosti prezentovaných konstrukčních návrhů.

Slabou stránkou práce je stylistická a grafická úroveň. Členění kapitol by mohlo být přehlednější. Použity jsou často výrazy přebrané z originálního anglického znění, avšak bez bližšího vysvětlení (např. PCB stack, kill switch, deployer). 

I přes zmíněné nedostatky student zdárně zpracoval téma a splnil body zadání. Práci hodnotím za C (dobře) a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions C
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level D
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. 1) V kapitole 5.3 jsou prezentovány 2 varianty umístění radiačního panelu respektive tepelného snímače na 6U platformě. Jaké jsou konstrukční/funkční požadavky pro umístění radiátoru? Jakým způsobem může umístění radiátoru ovlivnit analýza mise a orientace satelitu na orbitě?
  2. 2) Jako povrchová úprava hliníkového radiátoru byla zvolena černá anodizace. Plynou pro zvolenou povrchovou úpravu nějaká omezení nebo požadavky ze strany CDS / ECSS?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová