Simulación Multicuerpo de la Estabilización Pasiva de Actitud de un CubeSat de 1U Utilizando un Brazo Robótico
Autores: Foiani, Filippo; Morettini, Giulia; Palmieri, Massimiliano; Carletta, Stefano; Cianetti, Filippo; Dionigi, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación Multicuerpo de la Estabilización Pasiva de Actitud de un CubeSat de 1U Utilizando un Brazo Robótico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robótica
Misiones espaciales
Manipuladores robóticos
Brazo en C
CubeSat
Control de actitud
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La robótica desempeña un papel fundamental en las misiones espaciales contemporáneas, particularmente en el desarrollo de manipuladores robóticos para operaciones en entornos que son inaccesibles para los humanos. De acuerdo con la tendencia de integrar múltiples funcionalidades en un solo sistema, este estudio evalúa la viabilidad de utilizar un manipulador robótico, denominado brazo en C, para el control pasivo de actitud de un CubeSat de 1U. Se empleó un modelo multibody simplificado del sistema CubeSat para evaluar la funcionalidad del brazo robótico como un brazo de gradiente gravitacional y, posteriormente, como un mecanismo de control magnético pasivo utilizando un imán permanente en su extremo. La efectividad del brazo en C como un brazo gravitacional está limitada por el tamaño y el peso, como lo evidencian las simulaciones; el ángulo de cabeceo osciló alrededor de +/-40 grados, mientras que los ángulos de alabeo y guiñada variaron hasta 30 grados y 35 grados, respectivamente. Evaluaciones posteriores buscaron mejorar la precisión de apuntamiento a través de la utilización de imanes permanentes. Sin embargo, la ausencia de fuerzas disipativas resultó en inestabilidades de actitud. En conclusión, la integración de un brazo robótico en un CubeSat de 1U para el control pasivo de actitud muestra potencial, especialmente para misiones donde la precisión de apuntamiento puede tolerar un cierto rango, como es típico en las misiones de nanosatélites CubeSat.
Descripción
La robótica desempeña un papel fundamental en las misiones espaciales contemporáneas, particularmente en el desarrollo de manipuladores robóticos para operaciones en entornos que son inaccesibles para los humanos. De acuerdo con la tendencia de integrar múltiples funcionalidades en un solo sistema, este estudio evalúa la viabilidad de utilizar un manipulador robótico, denominado brazo en C, para el control pasivo de actitud de un CubeSat de 1U. Se empleó un modelo multibody simplificado del sistema CubeSat para evaluar la funcionalidad del brazo robótico como un brazo de gradiente gravitacional y, posteriormente, como un mecanismo de control magnético pasivo utilizando un imán permanente en su extremo. La efectividad del brazo en C como un brazo gravitacional está limitada por el tamaño y el peso, como lo evidencian las simulaciones; el ángulo de cabeceo osciló alrededor de +/-40 grados, mientras que los ángulos de alabeo y guiñada variaron hasta 30 grados y 35 grados, respectivamente. Evaluaciones posteriores buscaron mejorar la precisión de apuntamiento a través de la utilización de imanes permanentes. Sin embargo, la ausencia de fuerzas disipativas resultó en inestabilidades de actitud. En conclusión, la integración de un brazo robótico en un CubeSat de 1U para el control pasivo de actitud muestra potencial, especialmente para misiones donde la precisión de apuntamiento puede tolerar un cierto rango, como es típico en las misiones de nanosatélites CubeSat.