exposicion de roxana moran -17!11!2010 i+d+i satelital inictel uni

I+D+i en Tecnología Satelital

Roxana Morán Morales

[email protected]

Dirección de Investigación y Desarrollo Tecnológico

Tipos de Satélites

Por el tipo de misión• Satélites de

comunicaciones• Satélites de observación

terrestre


terrestre • Satélites de navegación • Satélites astronómicos • Estaciones espaciales • Satélites de pequeñas

dimensiones

Estaciones Espaciales

• Son estructuras diseñadas para que los sereshumanos puedan vivir en el espacio exterior.Una estación espacial se distingue de otrasnaves espaciales tripuladas en que no dispone


naves espaciales tripuladas en que no disponede propulsión o capacidad de aterrizar,utilizando otros vehículos como transporte haciay desde la estación.

ESTACIÓN ESPACIAL INTERNACIONALESTACIÓN ESPACIAL INTERNACIONALESTACIÓN ESPACIAL INTERNACIONALESTACIÓN ESPACIAL INTERNACIONAL----EEIEEIEEIEEI► Es un centro de investigación que gira alrededorde la tierra, con la participación de la AgenciaEspacial Federal Rusa (ROSCOSMOS), la NASA yotras tres del Japón, Canadá y Europa.

► En agosto de este año contamos con la visita dedos cosmonautas Aleksander Poleschuk y Aleksander


modulo ruso Zarya

dos cosmonautas Aleksander Poleschuk y AleksanderLazutkin de la Agencia Espacial Rusa y se establecióun enlace de voz con la tripulación de la EEI.

► Gira a 350 Km de altura yse desarrollan una serie deexperimentos.

Satélites de pequeñas dimensiones

• Se les denominaminisatélites,microsatélites,nanosatélites o


nanosatélites opicosatélites, soncaracterísticos por susdimensiones y pesosreducidos.

Satélites de pequeñas dimensiones

• Mini satélites: cuyo peso sea entre 100 y 500 kg

• Micro satélites: cuyo peso sea entre 10 y 100


• Micro satélites: cuyo peso sea entre 10 y 100 kg

• Nano satélites: cuyo peso sea entre 1 y 10 kg• Pico satélite: cuyo peso sea entre 0,1 y 1 kg• Femto satélite: cuyo peso sea menor a 100 g

Tipos de SatélitesPor su órbita• Órbita baja terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una

altitud de 0 a 2.000 km• Órbita media terrestre (MEO): una órbita geocéntrica

con una altitud entre 2.000 km y hasta el límite de la


con una altitud entre 2.000 km y hasta el límite de laórbita geosíncrona de 35.786 km. También se la conocecomo órbita circular intermedia.

• Órbita geoestacionaria: 35.786 km• Órbita alta elíptica (HEO): una órbita geocéntrica por

encima de la órbita geoestacionaria de 35.786 km

INVESTIGACIÓN EMPLEANDO SATÉLITES DE PEQUEÑAS

DIMENSIONES


DIMENSIONES

Proyecto HumSAT

• “Humanitary Satellite Network”

• Objetivo principal: desarrollo de unsistema basado en satélites paraconectar un conjunto de usuarios conuna red de sensores distribuidos a nivelmundial, que han sido ya desarrollados


mundial, que han sido ya desarrolladospreviamente

• Iniciadores del proyecto:

• Universidad de Vigo (España)

• California Polytechnic State University (E.E.U.U.)

• Universidad Nacional Autónoma de México (México)

Proyecto Quakesat

• Para la detección y prevención deterremotos.

• La misión de QuakeSat consiste enemplear una técnica con satélites paradetectar señales magnéticas defrecuencia extremadamente baja


frecuencia extremadamente baja(ELF), las cuales son un fenómenoprecursor de los terremotos.

• La Universidad de Stanford y el equipodel sistema Quakefinder, ambas deE.E.U.U. son quienes conforman elequipo del proyecto QuakeSat.

La Universidad Técnica Estatal de Kursk (UTEK) – Rusia, en convenio con la Corporación de Cohetes y Espacio ENERGIAde Rusia, viene desarrollando el Programa Juvenil Educativo sobre el Espacio cuyameta principal es el perfeccionamiento del sistema de educación cósmica de la juventud. Este programa cuenta con el apoyo y


Este programa cuenta con el apoyo y respaldo de la Federación Rusa.

Diseño y construcción de satélites de pequeñas dimensiones y aparatos cósmicos con la participación de estudiantes de la UTEK.

Organización de eventos científico-educativos, videoconferencias, enlaces de comunicación con la Estación Espacial Internacional

ConvenioUNI-Moscow Aviation Institute

Visita del Rector de la UNIa la Universidad Técnica

Estatal de Kursk-UTEK

Inicio del proyectoRADIOSKAF-BM

Lanzamiento delRADIOSKAF-BM

PROYECTO DEINVESTIGACIONEN TECNOLOGIA

SATELITAL


INVESTIGACIÓN ACADÉMICA AEROESPACIAL

PROYECTO EDUCATIVO DE LA UNIPROYECTO EDUCATIVO DE LA UNIPROYECTO EDUCATIVO DE LA UNIPROYECTO EDUCATIVO DE LA UNI

ENE DIC ENE DIC ENE DIC ENE DIC2009 2010 2011 2012

MA

RZO

PicoSatélite

CHASQUI I

PrototipoFinal del

CHASQUI I

Lanzamientodel

CHASQUI I

2013

Formar especialistas en el área satelital para brindarapoyo y soporte a los diversos organismos

► Objetivos Generales

PROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNEN TECNOLOGÍA EN TECNOLOGÍA EN TECNOLOGÍA EN TECNOLOGÍA SATELITALSATELITALSATELITALSATELITAL””””


nacionales encargados de Implementar las políticasde desarrollo aeroespacial

Fomentar la investigación, desarrollo tecnológico eInnovación mediante la incursión en nuevos temasde investigación, como el campo satelital, paracontribuir con el desarrollo científico y tecnológico delpaís.

► Componentes

PROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNPROYECTO EDUCATIVO “INVESTIGACIÓNEN TECNOLOGÍA SATELITAL”EN TECNOLOGÍA SATELITAL”EN TECNOLOGÍA SATELITAL”EN TECNOLOGÍA SATELITAL”


► Componente 1: Diseño, Construcción y Operación de S atélites

Este componente comprende el diseño, construcción, gestión delanzamiento y operación de satélites de pequeñas dimensiones;buscando la participación de otros centros académicos y deinvestigación con experiencia, a nivel internacional. En estecomponente se ha considerado la construcción y pruebas del



componente se ha considerado la construcción y pruebas delNanosatélite Chasqui I y los sistemas de comunicaciones, control yestación terrena del microsatélite RadioSkaf BM con la UniversidadTécnica Estatal de Kursk.

50 cm de arista10 cm de arista

CHASQUI I RADIO SKAF BM

¿DÓNDE NOS ENCONTRAMOS?► Se tiene un 80% del prototipo de laboratorio del na nosatélite

CHASQUI I

Se ha diseñado la estructura del nanosatéliteCHASQUI I en la UNI.

Se ha diseñado e implementado la electrónica


de los diversos módulos del nanosatéliteCHASQUI I

Se han realizado pruebas de corta y mediana distancia.

Características

• Dimensiones: 100 x 100 x 100 mm• Masa: 1 kg• Órbita: Sun-synchronous polar at

altitude about 350 km (600Km) • Tiempo de vida: 2 - 4 meses• Carga Útil: VGA camera y NIR

CHASQUI-I Engineering Model


• Carga Útil: VGA camera y NIR camera

• Comunicaciones: UHF downlink/UHF uplink

Control Central y Manejo de la Información

• Gestiona, monitorea,almacena y descargala información de losestados de actividad


estados de actividadde los demássistemas delCHASQUI I

Potencia y Control TérmicoSistema de Potencia• Generar, regular y distribuir

la energía eléctrica delsatélite una vez en órbita.

• Abastecer al satélite con 1Wbatería

energía


• Abastecer al satélite con 1Wpromedio por vuelta.

• Sensar y medir parámetrosfísicos del satélite (consumode energía, voltaje en labatería, Nivel de carga ytemperatura en distintospuntos del satélite)

energía eléctrica

celdas solares

energía solar

Hacia los demas sistemas del satelite

Tarjeta PCT

Potencia y Control Térmico

Sistema de Control Térmico• Función general: Regular la temperatura del satélite

manteniendo en el rango de operación que trabajanlos componentes


• Funciones especificas:– Mantener la temperatura del empaque de baterías en el rango

de 10ºC a 20 ºC con un sistema activo (calentador) ypasivo(aislantes)

– Monitoreo de la temperatura dentro del empaque de baterías– Protección de las caídas y subidas de temperatura con los

aislantes: siliconas, kapton, poliuretano

Sistema de Adquisición de Imágenes

• El objetivo principal es el de obtenerfotografías de la Tierra desde elChasqui I.

• Consta de dos cámaras digitales; laprimera, una cámara digital que


primera, una cámara digital queadquiere imágenes sólo delespectro electromagnético visible(cámara Visible) y otra que adquiereimágenes del espectroelectromagnético infrarrojo cercano(cámara NIR)

Sistema de Comunicación

• Obtener una comunicación efectivaentre el satélite Chasqui I de tecnologíacubesat y una estación terrena en labanda de radioaficionados UHF paracomunicaciones satelitales.


• Generar señales RF que permitan elenvío de información

• Recibir señales RF y rescatar loscomandos que realizara el satélite

• Realizar un diseño compacto de bajoconsumo de energía

• Comunicación con los módulos decontrol central y energía en los distintosmodos de operación


Tarjeta de Comunicaciones

Tarjeta de Control

Tarjeta SICOM implementada en el Chasqui I Antena

montada en la estructura del

Chasqui I

Sistema de Determinación y Control de Actitud

• Estabilizar el nanosatélite luego de su salida deldesplegador y control de sus velocidadesangulares.


• Mantener una exactitud de apuntamientodurante la toma de fotos del Perú.

• Mantener una exactitud de apuntamiento quepermita la subida/bajada de datos entre elpicosatélite y la estación terrena.

Sistema de Determinación y Control de Actitud• El subsistema de determinación de actitud emplea

sensores (magnetómetro, giroscopio, GPS y sensorsolar) para adquisición de datos del nanosatélite y suentorno, y calcula la orientación (actitud) delnanoosatélite mediante algoritmos de determinación


nanoosatélite mediante algoritmos de determinaciónimplementados en un microcontrolador.

• El subsistema de control de actitud calcula la correcciónrequerida para alcanzar la estabilización (reducciónvelocidades angulares) y orientación deseada(alineamiento espacial) a través de la generación detorques de actuación.

Estructura Mecánica

• Basada en estándarCubesat

• Material AA6061 - T6


• Material AA6061 - T6

Estación Terrena

• Tiene como objetivo comunicar alsatélite en órbita con el equipo de la UNIo de otras instituciones. Dichacomunicación tiene 3 funciones:– Seguimiento: se escucha el beacon o


– Seguimiento: se escucha el beacon oradiofaro del satélite para conocer suposición

– Telemetría: pedir variables de estado(temperatura, voltaje) etc. para monitorear alsatélite y validar el cálculo de la órbita.

– Comando: ordenar al satélite que extienda laantena; ordenar reset al sistema; ordenar latoma y envío de las fotos.

Estación Terrena


ESTACIÓN TERRENA

Radio, unidades de control, antenas


TNC con amplificador

TNC

Software de control del

TNC

Sistema de Órbitas y Atmósfera

• El objetivo del módulo essimular las trayectorias delChasqui I, que se hacecalculando previamente las


calculando previamente lasecuaciones diferenciales demovimiento

Módulo de Integración y Pruebas• El objetivo del módulo es lograr el ensamble de los componentes

desarrollados por los diferentes módulos del proyecto como tarjetas decircuitos electrónicos, cámaras fotográficas, baterías, antenas,sensores, y bobinas electromagnéticas.

• Optimizando superficies, volúmenes, masas, encontrando centro degravedad, centro de masas.


gravedad, centro de masas.

• Planificando y realizando las pruebas deexigencias estandarizadas.

• Realizar las pruebas de campo planificadasen el proyecto.

SATELLITE OPERATION


OPERATIONMODES

PRUEBAS DE CAMPO DEL CHASQUI IPRUEBAS DE CAMPO DEL CHASQUI IPRUEBAS DE CAMPO DEL CHASQUI IPRUEBAS DE CAMPO DEL CHASQUI I

Foto Tomada con cámara VGA sin lente Infraroja.


lente Infraroja.

Foto Tomada con cámara VGA con lente Infraroja.

► Componente 2: Experimentos Científicos en el Espaci o.

Identificación, formulación, programación o ejecución de experimentos técnico-científicos en el espacio, con el fin de intervenir en el desarrollode investigaciones en diversas áreas de interés.

Experimento del Cultivo



Experimento del Cultivo de la Papa en la EEI

Estación Espacial Internacional-EEI

Experimentos en los satélites de pequeñas dimensiones

► Componente 3: Organización y Participación en Event os Científico-Académicos.

Organización y participación en eventos científicos y académicoscomo radioenlaces, videoconferencias, concursos, talleres,seminarios, charlas, congresos, entre otros, relacionados al temaaeroespacial, buscando la participación de la sociedad en general,



aeroespacial, buscando la participación de la sociedad en general,principalmente la comunidad científica y académica en diferentesniveles académicos, con la contribución de instituciones interesadasen el tema.

Enlace desde el Cusco a laEstación Espacial InternacionalVisita de Cosmonautas Rusos

Concurso Científico Educativo

ORGANIZACIÓN Y PARTICIPACIÓN EN EVENTOS CIENTÍFICOS ACADÉMICOS


CONITSAT 2010

“Mi Viaje al Espacio”Radioenlace desde Machuppichu

Radioenlace desde INICTEL-UNI

Mission Idea Contest for Nano-satellite Constellation(MIC 2010)

• Organizador: AXELSPACE CorporationURL: http://www.axelspace.com

• Empresa especializada en nano y micro satélites.• Objetivo: Estimular el diseño de Nanosatélites en


• Objetivo: Estimular el diseño de Nanosatélites enconstelación para proveer capacidades útiles ysostenidas, servicios o data.

• Coordinadores Regionales (Universidad Nacional deIngeniería):– José Oliden Martínez– Héctor Bedón

–

► Componente 4: Creación de Sistema de Información y Centro deExposición Satelital.

Desarrollo de herramientas de divulgación (física y virtual) de lainformación adquirida, en el desarrollo del proyecto, como páginasweb, sistemas de información científica y académica, centros de



web, sistemas de información científica y académica, centros deexposición, entre otros.

► Componente 5: Formación de Especialistas en el Camp o Satelital.Desarrollo de cursos especializados a nivel de pre y post grado, así como la realización de pasantías en el extranjero, para la formaciónde recursos humanos en el campo satelital.



Rector de la UNI, Profesores investigadores yalumnos del proyectoCHASQUI I

Muchas gracias


Roxana Morán [email protected]

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