Laboratorio de Picosatélites de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Por Lilia Edith Aparicio Pico, Adrián Esteban Giraldo Benítez y Diego Fernando Espinel Gómez

El libro Laboratorio de Picosatélites de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas es uno de los resultados que muestra la experiencia del grupo de investigación Gitem++ en el desarrollo autónomo de un picosatélite. Contiene la síntesis de los experimentos llevados a cabo para el diseño preliminar y el diseño crítico de los módulos que conforman un picosatélite y las especificaciones para el desarrollo de los módulos de potencia y comunicaciones, detalles de la sala de mando y la estación terrena, así como una completa guía para el desarrollo del módulo de datos y control del satélite y los pormenores de la sala limpia. Estos requisitos son fundamentales para la construcción de un pequeño satélite con la complejidad de un satélite comercial. Dentro de estas páginas se encuentra una publicación adicional que corresponde a las prácticas del Laboratorio de Picosatélites; a manera de motivación esta serie nos lleva al mundo fascinante de los satélites en una escala pequeña y real, para tener el espacio al alcance de todos.

• Idioma: Español
• Editorial: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Fecha de lanzamiento: 10 abr 2022
• ISBN: 9789587874419

Vista previa del libro

Lilia Edith Aparicio Pico, Adrián Esteban Giraldo Benítez and Diego Fernando Espinel Gómez – Laboratorio de Picosatélites de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas – Universidad Distrital Francisco José de CaldasLaboratorio de Picosatélites de la Universidad Distrital Francisco José de CaldasLaboratorio de Picosatélites de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Contenido

Introducción

Planteamiento del problema

Generalidades

Estado del arte

Capítulo I.

Fundamentación legal y normativa del laboratorio

Certificación UNE-EN 9100

Normas PECAL-AQAP

Acreditación y certificación

Norma NTC-ISO/IEC 17025 del 2005

Capítulo II.

Fundamentación y estructura del Laboratorio de Investigación de Picosatélites

Proyecto CubeSat

Proyecto CubeSat-UD

Capítulo III.

Diseño y propuesta de prácticas de laboratorio

Hoja de ruta para pruebas de sala limpia

Prácticas de laboratorio para sala limpia

Hoja de ruta para pruebas de OBC

Capítulo IV.

Análisis y resultados

Análisis y resultados pruebas sala limpia

Análisis y resultados pruebas OBC

Análisis y resultados pruebas estructuras y mecanismos

Análisis y resultados estación terrena

Análisis y resultados banco de comunicaciones

Análisis banco de control de actitud

Análisis y resultados banco de potencia

Conclusiones

Trabajos futuros

Referencias

Lista de figuras

Figura 1. Estructura de la documentación del sistema de gestión de la calidad

Figura 2. Mapa de procesos del Laboratorio de Picosatélites

Figura 3. REF. LABSAT 5. Formato de acuerdo de solicitud del servicio

Figura 4. REF. LABSAT 6. Formato de quejas, reclamos y sugerencias

Figura 5. REF. PROC 14. Formato Plan Anual de Auditorías Internas

Figura 6. Organigrama del Laboratorio de Picosatélites

Figura 7. REF. LABSAT 20. Formato de resultado de las calibraciones

Figura 8. Estructura organizacional de un proyecto de satélite

Figura 9. Asignación del equipo de laboratorio

Figura 10. Plano del Laboratorio de Picosatélites (LASATUD)

Figura 11. Estructura básica de una estación terrena

Figura 12. Estructura general de un módulo de comunicaciones

Figura 13. Estructura general de un módulo de potencia

Figura 14. Principios fundamentales de una sala limpia

Figura 15. Interacción con los subsistemas del picosatélite

Figura 16. Partes del CubeSat kit revisión C

Figura 17. Partes del CubeSat kit revisión C

Figura 18. Acople tarjeta de cabecera a CubeSat kit revisión C

Figura 19. License Manager

Figura 20. Evaluate CrossWorks

Figura 21. Envío de solicitud de activación

Figura 22. Activate CrossWorks

Figura 23. Instalación de paquetes

Figura 24. Red de estaciones terrenas en Colombia

Figura 25. Antena de VHF a 2.2 metros de altura

Figura 26. Conexión cable de extensión al Anritsu

Figura 27. Cable de extensión con conector N-N

Figura 28. Cable de extensión con conector N-UHF

Figura 29. Esquema de los subsistemas que componen al módulo de comunicaciones

Figura 30. Medición de señal beacon

Figura 31. Pasos para alcanzar la adquisición de la actitud

Figura 32. Configuración EPS V3. Regulador individual con variaciones de carga

Figura 33. Conexión EPS V3. Regulador individual con variaciones de carga

Figura 34. Software instalado por periodo de prueba

Figura 35. Pérdidas de retorno antena de VHF en Tierra

Figura 36. VSWR antena de VHF en Tierra

Figura 37. Impedancia antena de VHF en Tierra

Figura 38. Pérdidas de retorno antena de VHF en torre

Figura 39. VSWR antena de VHF en torre

Figura 40. Impedancia antena de VHF en torre

Figura 41. Inicio de trama beacon

Figura 42. Ajuste de la trama a 100 ms

Figura 43. Ajuste de la trama a 200 ms

Figura 44. Variación de carga regulador X

Figura 45. Variación de carga regulador Y

Figura 46. Variación de carga regulador Z

Figura 47. Comparación variaciones de carga individual

Lista de tablas

Tabla 1. Descripción del cargo del director del proyecto

Tabla 2. Descripción del cargo de coordinador de laboratorio

Tabla 3. Descripción del cargo de director científico

Tabla 4. Descripción del cargo de líder de grupo

Tabla 5. Descripción del grupo de trabajo

Tabla 6. Descripción del monitor de laboratorio

Tabla 7. Descripción del cargo de almacenista

Tabla 8. Descripción del cargo de responsable de calidad

Tabla 9. Límites de las clases del estándar federal 209D

Tabla 10. Límites de las clases del estándar federal 209E

Tabla 11. Límites de las clases del estándar ISO 14644-1

Tabla 12. Comparación entre las clases equivalentes del estándar federal 209 y de la ISO 14644-1

Tabla 13. Clasificación del aire en la Unión Europea, guía para buenas prácticas de fabricación

Tabla 14. Partículas en el aire exterior

Tabla 15. Calendario de pruebas obligatorias para demostrar el cumplimiento continuo de salas limpias

Tabla 16. Monitoreo ambiental de salas limpias

Tabla 17. Lista de chequeo de la estación terrena

Tabla 18. Lista de chequeo banco de comunicaciones

Tabla 19. Lista de chequeo banco de potencia

Tabla 20. Regulador X con variaciones de carga

Tabla 21. Regulador Y con variaciones de carga

Tabla 22. Regulador Z con variaciones de carga

Tabla 23. Resultados regulador X con variaciones de carga

Tabla 24. Resultados regulador Y con variaciones de carga

Tabla 25. Resultados regulador Z con variaciones de carga

Introducción

En 1999, la Universidad de Stanford decidió emprender un programa que permitiera el desarrollo de picosatélites de órbita baja de bajo costo con fines educativos, con características particulares, como lo eran su peso límite de un kilogramo y arista de 10 centímetros. A mediados del mismo año, la Universidad de California (CalPoly) —que posee grandes reconocimientos por sus trabajos en ingeniería— decidió unirse a este proyecto. Este tipo de tecnología fue divulgada por todas las entidades educativas para que los interesados en desarrollar satélites de bajo costo se unieran y, de esta manera, se ha alcanzado un nivel de popularidad sin precedentes alrededor del mundo [1].

Posteriormente, en 2006, la Universidad Sergio Arboleda trabajó en un proyecto denominado Libertad I, nombre del primer picosatélite elaborado en el país y cuyo objetivo era acercar a Colombia al campo de las ciencias aeroespaciales.

En 2007, la Universidad Distrital Francisco José de Caldas inició un proyecto titulado Cubesat-UD Telemedicina y Telemetría cuyo objetivo fue diseñar y desarrollar un seminario de capacitación y formación en desarrollo de pequeños satélites. A lo largo de nueve años, en el grupo Gitem++ se desarrolló un proyecto de investigación cuyo alcance fue el diseño crítico para el ensamble de un picosatélite con una misión de telecardiología, a partir de este proyecto macro (Cubesat-UD) se han venido desarrollando proyectos cuya base de experimentación fue el diseño y la