Integrando la Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos en el Desarrollo de CubeSats: Un Estudio de Caso de la Misión BOREALIS
Autores: Nardi, Lorenzo; Carletta, Stefano; Abbasrezaee, Parsa; Palmerini, Giovanni; Lovecchio, Nicola; Burgio, Nunzio; Santagata, Alfonso; Frullini, Massimo; Calabria, Donato; Guardigli, Massimo; Michelini, Elisa; Calabretta, Maria Maddalena; Zangheri, Martina; Lazzarini, Elisa; Pace, Andrea; Montalti, Marco; Mordini, Dario; Popova, Liyana; Citraro, Saverio; Billi, Daniela; Lorenzini, Fabio; Donati, Aless
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Integrando la Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos en el Desarrollo de CubeSats: Un Estudio de Caso de la Misión BOREALIS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Biofilm
Exposición a radiación
Iniciativa CubeSat
Carga útil lab-on-chip
Microgravedad
Radiación ionizante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La misión Biofilm Onboard Radiation Exposure Assessment Lab In Space (BOREALIS) es una iniciativa de CubeSat de 6U financiada por la Agencia Espacial Italiana bajo el programa ALCOR, ejecutada a través de una colaboración entre la Escuela de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Sapienza de Roma, el Centro Interdepartamental de Investigación Aeroespacial Industrial (CIRI Aeroespacial) de la Universidad de Bolonia y Kayser Italia Srl. BOREALIS está equipada con una carga útil de laboratorio en un chip para estudiar los efectos de la microgravedad y la radiación ionizante en biofilms microbianos, que son cruciales para entender y prevenir infecciones persistentes en entornos espaciales. El satélite operará en múltiples órbitas, moviéndose de una órbita terrestre baja a una media, para analizar de manera distinta los impactos de la radiación separados de la microgravedad. La transferencia orbital requerida no solo pone a prueba la autonomía de sus sistemas a bordo en condiciones desafiantes, sino que también sitúa a BOREALIS entre los primeros y pocos CubeSats que han intentado alguna vez un maniobra tan compleja. Este estudio explora la aplicación sistemática de la Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos al diseño de satélites, desde la conceptualización hasta los compromisos, utilizando un enfoque de análisis de espacio de soluciones respaldado por simulaciones de Monte Carlo para optimizar configuraciones de misión en función del rendimiento y el costo. Además, se discute la adaptabilidad de las herramientas de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos y la reutilización de dicho enfoque para otros proyectos de satélites, ilustrando la misión BOREALIS como un estudio de caso para el diseño de misiones pequeñas considerando restricciones y requisitos.
Descripción
La misión Biofilm Onboard Radiation Exposure Assessment Lab In Space (BOREALIS) es una iniciativa de CubeSat de 6U financiada por la Agencia Espacial Italiana bajo el programa ALCOR, ejecutada a través de una colaboración entre la Escuela de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Sapienza de Roma, el Centro Interdepartamental de Investigación Aeroespacial Industrial (CIRI Aeroespacial) de la Universidad de Bolonia y Kayser Italia Srl. BOREALIS está equipada con una carga útil de laboratorio en un chip para estudiar los efectos de la microgravedad y la radiación ionizante en biofilms microbianos, que son cruciales para entender y prevenir infecciones persistentes en entornos espaciales. El satélite operará en múltiples órbitas, moviéndose de una órbita terrestre baja a una media, para analizar de manera distinta los impactos de la radiación separados de la microgravedad. La transferencia orbital requerida no solo pone a prueba la autonomía de sus sistemas a bordo en condiciones desafiantes, sino que también sitúa a BOREALIS entre los primeros y pocos CubeSats que han intentado alguna vez un maniobra tan compleja. Este estudio explora la aplicación sistemática de la Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos al diseño de satélites, desde la conceptualización hasta los compromisos, utilizando un enfoque de análisis de espacio de soluciones respaldado por simulaciones de Monte Carlo para optimizar configuraciones de misión en función del rendimiento y el costo. Además, se discute la adaptabilidad de las herramientas de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos y la reutilización de dicho enfoque para otros proyectos de satélites, ilustrando la misión BOREALIS como un estudio de caso para el diseño de misiones pequeñas considerando restricciones y requisitos.