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Lecciones Aprendidas de IDEASSat: Diseño, Pruebas, Operaciones en Órbita y Análisis de Anomalías de un Primer CubeSat Universitario Destinado a la Ciencia Ionosférica

Autores: Chiu, Yi-Chung; Chang, Loren C.; Chao, Chi-Kuang; Tai, Tzu-Ya; Cheng, Kai-Lun; Liu, Hsin-Tzu; Tsai-Lin, Rong; Liao, Chi-Ting; Luo, Wei-Hao; Chiu, Guan-Po; Hou, Kai-Jie; Wang, Ruo-Yu; Gacal, Glenn Franco; Lin, Pin-An; Denduonghatai, Sittinat; Yu, Tsai-Ru; Liu, Jann-Yenq; Chandran, Amal; Athreyas, Kashyapa Bramha Naren; Hari, Priyadarshan; Varghese, Joji John; Meftah, Mustapha

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Lecciones Aprendidas de IDEASSat: Diseño, Pruebas, Operaciones en Órbita y Análisis de Anomalías de un Primer CubeSat Universitario Destinado a la Ciencia Ionosférica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Satélite
Perturbaciones ionosféricas
Burbujas de plasma
Irregularidades
Ingeniería de naves espaciales
Tecnología de comunicación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Dada la utilización generalizada de la tecnología de comunicación inalámbrica por satélite y más allá del horizonte en la sociedad moderna, las perturbaciones ionosféricas que pueden interrumpir tales servicios son una consideración crucial. Las irregularidades ionosféricas, burbujas de plasma y otros fenómenos pueden tener un gran impacto en la navegación y las comunicaciones por satélite, afectando a otros sistemas que dependen de tales tecnologías. El Satélite del Subsistema de Dinámica y Actitud Ionosférica (IDEASSat) fue un 3U desarrollado por la Universidad Central Nacional (NCU) para medir irregularidades en la ionosfera, así como para establecer la capacidad de ingeniería y operaciones de naves espaciales en NCU. La Sonda Ionosférica Compacta (CIP) a bordo podía medir parámetros de plasma de alta resolución, que pueden ser utilizados para identificar irregularidades ionosféricas que pueden causar scintilación en las señales de navegación y comunicaciones por satélite. Parte de los subsistemas de la nave espacial fueron diseñados y desarrollados de manera independiente por estudiantes, quienes también fueron responsables de la integración, pruebas y operaciones. IDEASSat fue lanzado con éxito a la órbita terrestre baja el 24 de enero de 2021, y luego comenzó las operaciones de la misión. La nave espacial demostró con éxito la estabilización y control de actitud en tres ejes, seguimiento, telemetría y comando (TT&C), así como software de vuelo y sistemas terrestres que podían soportar operaciones autónomas. La nave espacial experimentó una anomalía crítica 22 días después del lanzamiento, seguida de un apagón de comunicaciones de 1.5 meses. La nave espacial se recuperó brevemente del apagón el tiempo suficiente para reproducir datos de vuelo, lo que permitió determinar que la causa del apagón fue la incapacidad del circuito de reinicio del subsistema de energía eléctrica para recuperarse de un latch-up de evento único inducido por radiación ionizante. Aunque la misión no se completó, los datos de vuelo obtenidos durante la misión ayudarán a mejorar los diseños de futuras naves espaciales en desarrollo en NCU. Este documento presentará el diseño y la implementación del modelo de vuelo final de IDEASSat, la integración, las pruebas, la verificación ambiental y el análisis de fallos, y revisará el rendimiento de la nave espacial durante las operaciones en órbita. Los resultados y experiencias encontradas en la implementación y operaciones de la misión IDEASSat se presentan aquí como referencia para otros equipos de pequeños satélites universitarios.

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