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Desarrollo de un entrenador experimental con dos ruedas de reacción para un CubeSat educativo
Experimental trainer development with two reaction wheels of a CubeSat mockup
Andrés Gutiérrez Medina
Miguel Angel Alonso Arévalo
Ricardo Francisco Núñez Pérez
Acceso Abierto
Atribución
Incertidumbres,Sensor de fibra óptica,Retrodispersión de Rayleigh,Retrodispersión múltiple
Un picosatélite se considera un satélite pequeño, con un peso de 0.1 a 1 kg. El estandar CubeSat especi?ca que debe tener una forma cúbica de 10 cm por lado y debe contar con los subsistemas principales de un satélite convencional: de potencia, estructural, de telemetría y de determinación y control de la actitud. Todos bajo la administración de una computadora de abordo. El subsistema encargado de la orientación de un picosatélite es fundamental para mantener o ajustar la posición si así lo requiere la misión. Considerando propósitos didácticos y de instrucción, se construyó una maqueta de laboratorio, en donde se puede mostrar el funcionamiento básico del subsistema de orientación basada en ruedas de reacción para generar cambios en la actitud de un picosatélite educativo, el cual respeta las especi?caciones de dimensión y peso señaladas porelestándarCubeSat. Las ruedas de reacción se integran por motores de c.d., circuitos manejadores de su velocidad y ruedas inerciales. Mediante una consigna de velocidad generan un par inercial que ocasiona un desplazamiento rotacional en la estructura CubeSat, por lo tanto, existe una relación entre la velocidad de los motores y el desplazamiento angular pitch y yaw, sobre un marco de referencia establecido localmente; para obtener estas aproximaciones se realizaron pruebas estáticas y dinámicas. Además, los resultados de las pruebas llevadas a cabo a la maqueta educativa también permiten evaluar el diseño de la base mecánica, así como el proceso de fabricación, mediante impresión 3D, de la estructura CubeSat; esta técnica se utilizó con el objeto de implementar un prototipo rápido y económico, de las partes que forman la maqueta. Finalmente se recomienda, como trabajo futuro, mejorar la estructura dinámica de la maqueta en cuanto a los mecanismos de sujeción de la estructura CubeSat, los cuales son los que otorgan libertad de movimiento angular, sin embargo, introducen una fricción muy signi?cativa al sistema de pruebas.
A picosatellite is considered to be a small satellite, with a weight between 0.1 and 1 Kg. The CubeSat standard speci?es that a picosatellite must have a cubic form with 10 cm per edge and contain all the principal subsystems of a conventional satellite: the power, structural, telemetry and determination and control of attitude. All managed by an on board computer. The subsystem in charge of the orientation in the picosatellite is fundamental to maintain or adjust the position, if it is required for the mission.Considering didactic and instruction purposes, a laboratory mockup was built, in which can be show the basic functions of the orientation subsystem based on reaction wheels used to change the attitude of an educational picosatellite, which has all the speci?cations on dimensions and weight contained on the CubeSat standard. The reaction wheels are integrated by d.c. motors, velocity driver circuits and inertial wheels. Which, with a velocity setpoint they generate an inertial torque that causes a rotational displacement on the structure of the CubeSat, therefore, a relation between the motors’ velocity and the pitch and yaw angular displacement exists on a local established framework; in order to obtain these approximations, static and dynamic tests were conducted. Furthermore, the results of the tests performed to evaluate the educational mockup, also allow evaluate the mechanical design basis and the 3D printing manufacturing process of the CubeSat structure; this technique was used in order to implement a fast and economical prototyping, of the parts forming the model. Finally recommended, as future work, improve the dynamic structure of the model in terms of the sliprings of the CubeSat structure, which are those given angular freedom of movement, however, introduce a signi?cant friction to the system.
CICESE
2015
Tesis de maestría
Español
Gutiérrez Medina,A.2015. Desarrollo de un entrenador experimental con dos ruedas de reacción para un CubeSat educativo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 102 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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