Mexicano en Japón busca innovar software que permitirá a satélites pequeños corregir su recorrido en el espacio
Los cubesats trabajarán bajo propulsión de pulsos de plasma para cambiar su órbita
Hoy en día los satélites pequeños con forma cúbica de 10x10x10 centímetros denominados Cubesats, son utilizados para diversas tareas de exploración en el espacio, sin embargo, tienen un periodo de vida corto y no son capaces de corregir su recorrido en caso de perturbación espacial.
Ante ello, el mexicano Rodrigo Córdova, quien realiza su doctorado en el área de sistemas de navegación y control de apuntamiento para satélites pequeños en Kyushu Institute of Technology en Japón, trabaja en el desarrollo y prueba de un software que permitirá orientar y maniobrar los Cubesats hacia un objetivo en específico, permitiendo que corrijan su órbita a través de sus sistemas de propulsión basados en pulsos de plasma, resultando esto en su prolongación de vida.
El software encargado de mover los Cubesats está conformado por tres segmentos: navegación, cálculo del par de control y envío de datos a los actuadores. La primera es encargada de indicar la ubicación del satélite a través de la propagación autónoma de parámetros orbitales enviados desde una estación en la Tierra.
De esta manera el satélite sabrá la dirección a seguir para tomar fotografías del horizonte terrestre, amanecer, atardecer o algún lugar a explorar como ciudades, fenómenos meteorológicos, auroras boreales, entre otras.
Una vez que se determina su orientación a través de los sensores de Sol y giroscopios, que son circuitos que miden la velocidad rotacional del satélite, se calculan las fuerzas de control necesarias que debe usar el Cubesat para apuntar en la dirección indicada y compensar las perturbaciones del espacio.
El último paso consiste en enviar los datos de la fuerza de control a los actuadores, ruedas de inercia que a través de un motor y una masa oscilatoria hacen que el satélite gire hacia una dirección en particular. Adicionalmente, se envían los comandos de control hacia los propulsores para que puedan accionarse en la dirección donde se realizarán las maniobras orbitales.
El investigador Rodrigo Córdova, indicó que una parte importante de la investigación es desarrollar plataformas experimentales de validación de software, es decir, en base a la órbita en la que volará el satélite se desarrolla un modelo de ingeniería del mismo, incluyendo los mismos sensores, procesadores y actuadores, para recrear el mismo escenario de vuelo orbital, calcular el preciso momento en que debe tomar fotos y la dirección donde se realizarán las maniobras orbitales y con ello permitir una simulación aproximada del satélite real.
El especialista, miembro de la red de talentos mexicanos capítulo Japón indicó que en Nanyang Technological University (NTU), de Singapur, se desarrollará todo el satélite y posteriormente se evaluará el desarrollo para obtener datos que determinen si el hardware funciona bien y si el software hace lo que debe hacer.
Cabe señalar que el sistema de propulsión, basado en pulsos de plasma, será encargado de mover el satélite, lo cual resulta innovador en Cubestats de 10x10x20 centímetros, ya que no hay casos en que se hayan utilizado.
Asimismo, Rodrigo Córdova egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) indicó que si se logra que el satélite corrija su órbita con esta tecnología y a la vez tome fotos, se abrirá un paso importante en el desarrollo de los Cubesats para misiones en órbitas alrededor de otros astros del sistema solar.
Una de sus funciones sería el auxilio a sondas espaciales más grandes en la obtención de información de un planeta específico.
Rodrigo Córdova, ingeniero aéreo espacial, indicó que previo a enviar el satélite a órbita, además de las simulaciones computacionales, se realizan evaluaciones de resistencia, por ejemplo, se le aplican vibraciones para simular la etapa de despegue del cohete y asegurar que no se desprenda ninguna parte del mismo.
También se realizan pruebas de choque, ya que al momento de despegar el cohete con rapidez se genera un gran impacto. Además, se someterá al experimento de termo vacío que consiste en enfriarlo y calentarlo esperando que no falle bajo esas condiciones.
El material que se utiliza para la resistencia del Cubesat es aluminio de calificación espacial, ya que absorbe los esfuerzos generados al momento de lanzarlo, además se utiliza teflón o kapton para proteger su electrónica de la radiación del espacio exterior. Algunos de estos componentes electrónicos son de calificación militar, pues son sistemas que resisten condiciones muy adversas.
El satélite se planea lanzar a mediados del 2018, por la agencia espacial japonesa JAXA, no obstante, aún falta definir el tipo de órbita y la altura que llevará. (Agencia ID)
