Analytical Review of the Common Failures of Satellite Structures: Causes, Effects, and Mitigation Strategies

Satellite structures are subjected to extreme conditions throughout their operational lifespan, including high launch loads, thermal cycling, and space debris impacts, making them vulnerable to structural failures. Understanding the causes, effects, and mitigation strategies for such failures is crucial for enhancing satellite reliability and mission success. This review critically examines the common structural failures in satellites, categorizing them by affected components such as primary frames, joints, thermal shielding, and deployable mechanisms. The study employs a comprehensive analysis of historical and recent failures, integrating insights from case studies, experimental research, and advancements in materials science and structural health monitoring. The findings highlight key failure mechanisms, including material fatigue, vibrational stresses, and thermal degradation, and assess innovative solutions such as smart materials and in-orbit repair techniques. By synthesizing current research and industry practices, this review provides a systematic understanding of failure trends and proposes future directions for improving satellite structural resilience. The insights presented in this study aim to support the development of more robust satellite architectures, ultimately contributing to safer and more reliable space missions.

Спутниковые конструкции подвергаются экстремальным условиям на протяжении всего срока их эксплуатации, включая высокие нагрузки при запуске, тепловые циклы и удары космического мусора, что делает их уязвимыми к структурным отказам. Понимание причин, последствий и стратегий снижения риска таких отказов имеет решающее значение для повышения надежности спутников и успешности миссий. В данном обзоре критически рассматриваются распространенные структурные отказы спутников, классифицируемые по пораженным компонентам, таким как основные каркасы, соединения, тепловая защита и развертываемые механизмы. В исследовании проводится всесторонний анализ исторических и современных отказов с интеграцией данных из тематических исследований, экспериментальных исследований, а также достижений в области материаловедения и мониторинга структурной целостности. Полученные результаты выявляют основные механизмы отказов, включая усталость материалов, вибрационные нагрузки и тепловую деградацию, а также дают оценку инновационным решениям, таким как умные материалы и технологии ремонта на орбите. Обобщая современные исследования и практики отрасли, авторы систематизируют тенденции отказов и предлагают перспективные направления для повышения устойчивости спутниковых конструкций. Результаты исследования направлены на развитие более надежных спутниковых архитектур, что в конечном итоге способствует повышению безопасности и эффективности космических миссий.