CubeSat Fase 3.

Abstract

Los CubeSat son nanosatélites de características estándar capaces de cumplir una misión espacial con objetivos específicos. Con estos satélites se analiza una problemática a la vez, por lo que los requerimientos de componentes, tamaño, tiempo y dinero son reducidos en comparación con los satélites regulares. A partir de este proyecto se pretende continuar con el desarrollo de un CubeSat 1U que cumpla con los estándares establecidos para este tipo de satélites, y que posteriormente, en el futuro, se pueda concluir en una fase posterior para ser lanzado al espacio. Se espera que el CubeSat se utilice para tomar imágenes, desde el espacio, que servirán para determinar la concentración de cianobactberia en el Lago de Atitlán, para que luego de ser analizadas, sean un elemento para tomar decisiones con el fin de intentar salvar este recurso natural. Para cumplir con esta misión, el sistema de computadora a bordo, debe ser capaz de transferir la información correspondiente a tres imágenes tomadas por el módulo de la carga útil (Payload por su nombre en inglés) y enviarlas, por medio de comunicación serial, al sistema de comunicación (COMMS por sus siglas en inglés) para que este pudiera realizar la transmisión de la información a una estación en tierra. Se realizó la selección del procesador, dando como resultado la elección del microprocesador de la Raspberry Pi Zero. Al tener el procesador, se realizaron diferentes pruebas para determinar si era capaz de obtener las imágenes tomadas por el módulo payload, convertirlas a arreglos de bits, y enviarlas al módulo COMMS, para lo cual se verificó que este envío se realizara en menos de 4 minutos. Entre los resultados obtenidos se observó que, para poder cumplir con el envío de imágenes en menos de 4 minutos, era necesaria la utilización de imágenes de un tamaño alrededor de 800KB, esto fue debido a que el microcontrolador utilizado para COMMS tenía una tasa máxima de recepción de 115200 baudios. Se logró comprobar que el microprocesador seleccionado cumplió con los objetivos propuestos, se pudo comprobar que se lograba convertir y enviar las imágenes, tomando en cuenta que el principal factor de la tardanza en el envío de datos fue el microprocesador seleccionado para COMMS. El módulo COMMS debe ser encargado de poder recibir la información del sistema de computadora a bordo y poder transmitir la información por medio de radiofrecuencia a la estación base en tierra. Para poder lograr esto se debe seleccionar primero, con base a la ventana de comunicación y la cantidad de datos a transmitir, la banda de frecuencia que se va a utilizar. Luego se deben seleccionar cada uno de los componentes que conforman el módulo, tales como el controlador, el transceiver y el tipo de antena a utilizar. Con estos componentes es posible integrar el módulo e implementar mediante el controlador un software que permita configurar los registros del transceiver, luego la recepción de los datos del sistema de computadora a bordo y que envíe estos datos al transceiver para que puedan ser enviados mediante radiofrecuencia. Por último queda describir el módulo de potencia, este es el encargado de suministrar la energía requerida por el resto de módulos en un CubeSat 1U, la fuente energía del satélite será energía solar, la cual se transformará a energía eléctrica de corriente directa por medio de paneles solares. Además de esto, se debe contar con un sistema de almacenamiento de energía, pues a lo largo de la órbita en la que se encuentre el satélite, no permanecerá siempre en contacto con el Sol, por lo que debe ser capaz de almacenar la energía suficiente para poder funcionar sin llegar a apagarse y perder el control, pues esto podría hacer perder la estabilidad, siendo un riesgo para la misión.