Nanosatélites Interplanetarios para Estudiantes: Desarrollo del Demostrador LEO ESTCube-2
Autores: Dalbins, Janis; Allaje, Kristo; Ehrpais, Hendrik; Iakubivskyi, Iaroslav; Ilbis, Erik; Janhunen, Pekka; Kivastik, Joosep; Merisalu, Maido; Noorma, Mart; Pajusalu, Mihkel; Sünter, Indrek; Tamm, Antti; Teras, Hans; Toivanen, Petri; Segret, Boris; Slavinskis, Andris
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Nanosatélites Interplanetarios para Estudiantes: Desarrollo del Demostrador LEO ESTCube-2
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Nanosatélites
Misiones de exploración profunda
Demostrador tecnológico
Vela solar eléctrica
Misión ESTCube-2
Aviónica compacta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los nanosatélites han establecido su importancia en la órbita baja de la Tierra (LEO), y es común que equipos de estudiantes los construyan con fines educativos y de demostración tecnológica. El siguiente desafío es la madurez tecnológica para misiones de exploración espacial profunda. La LEO sirve como un entorno relevante para madurar el diseño de naves espaciales. Aquí presentamos la misión ESTCube-2, que será lanzada a bordo del VEGA-C VV23. El satélite fue desarrollado como un demostrador tecnológico para la futura misión de exploración espacial profunda por el Programa de Satélites Estudiantiles de Estonia. La visión final del programa es utilizar la tecnología de vela solar eléctrica (E-sail) en un entorno interplanetario para atravesar el sistema solar utilizando medios de propulsión ligeros. Se añadieron experimentos adicionales para demostrar todas las tecnologías necesarias para utilizar la carga útil de E-sail a bordo del ESTCube-3, el próximo nanosatélite que tiene como objetivo la órbita lunar. La demostración de E-sail requiere un aumento de velocidad angular alto para desplegar un cable, lo que resulta en la necesidad de un bus de satélite personalizado. Además, el satélite incluye prototipos de exploración espacial profunda: estructuras desplegables; electrónica de apilamiento de aviónica compacta (incluyendo paneles laterales); rastreador estelar; ruedas de reacción; y propulsión de gas frío. Durante el desarrollo, se añadieron dos cargas útiles adicionales al diseño del ESTCube-2, una para la observación de la Tierra del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada y la otra para pruebas de corrosión en el espacio de materiales de película delgada. El satélite ESTCube-2 ha sido terminado y probado a tiempo para su entrega al lanzador. Eventualmente, el proyecto resultó ser altamente complejo, lo que llevó al equipo a reducir sus ambiciones y optimizar el desarrollo de la electrónica, el software y la estructura mecánica. El equipo de ESTCube-2 enfrentó restricciones presupuestarias, problemas de gestión estudiantil durante una pandemia y cuestiones en el enfoque de documentación. Más allá de las técnicas de gestión, el proyecto requirió un liderazgo que mantuviera al equipo consciente del panorama general y dispuesto a finalizar una plataforma satelital compleja. El artículo discute el diseño del ESTCube-2 y su desarrollo, destaca los principales problemas técnicos, de gestión y de liderazgo del equipo, y presenta sugerencias para desarrolladores de nanosatélites y nanosatélites.
Descripción
Los nanosatélites han establecido su importancia en la órbita baja de la Tierra (LEO), y es común que equipos de estudiantes los construyan con fines educativos y de demostración tecnológica. El siguiente desafío es la madurez tecnológica para misiones de exploración espacial profunda. La LEO sirve como un entorno relevante para madurar el diseño de naves espaciales. Aquí presentamos la misión ESTCube-2, que será lanzada a bordo del VEGA-C VV23. El satélite fue desarrollado como un demostrador tecnológico para la futura misión de exploración espacial profunda por el Programa de Satélites Estudiantiles de Estonia. La visión final del programa es utilizar la tecnología de vela solar eléctrica (E-sail) en un entorno interplanetario para atravesar el sistema solar utilizando medios de propulsión ligeros. Se añadieron experimentos adicionales para demostrar todas las tecnologías necesarias para utilizar la carga útil de E-sail a bordo del ESTCube-3, el próximo nanosatélite que tiene como objetivo la órbita lunar. La demostración de E-sail requiere un aumento de velocidad angular alto para desplegar un cable, lo que resulta en la necesidad de un bus de satélite personalizado. Además, el satélite incluye prototipos de exploración espacial profunda: estructuras desplegables; electrónica de apilamiento de aviónica compacta (incluyendo paneles laterales); rastreador estelar; ruedas de reacción; y propulsión de gas frío. Durante el desarrollo, se añadieron dos cargas útiles adicionales al diseño del ESTCube-2, una para la observación de la Tierra del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada y la otra para pruebas de corrosión en el espacio de materiales de película delgada. El satélite ESTCube-2 ha sido terminado y probado a tiempo para su entrega al lanzador. Eventualmente, el proyecto resultó ser altamente complejo, lo que llevó al equipo a reducir sus ambiciones y optimizar el desarrollo de la electrónica, el software y la estructura mecánica. El equipo de ESTCube-2 enfrentó restricciones presupuestarias, problemas de gestión estudiantil durante una pandemia y cuestiones en el enfoque de documentación. Más allá de las técnicas de gestión, el proyecto requirió un liderazgo que mantuviera al equipo consciente del panorama general y dispuesto a finalizar una plataforma satelital compleja. El artículo discute el diseño del ESTCube-2 y su desarrollo, destaca los principales problemas técnicos, de gestión y de liderazgo del equipo, y presenta sugerencias para desarrolladores de nanosatélites y nanosatélites.