03/08/2023
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El primer CubeSat portugués, ISTsat-1, superó con éxito la campaña de pruebas ambientales de la ESA ¡Vuela tu satélite! Programa: acercándose un paso más a su lanzamiento al espacio. El equipo de la Universidad de Lisboa voló a las instalaciones de soporte de CubeSat en ESEC, Bélgica, para someterse a las pruebas de vibración, la fase clave del desarrollo de la nave espacial que simula el lanzamiento.
El CubeSat
ISTsat-1 es el primer nanosatélite diseñado por estudiantes del Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa y forma parte de la tercera edición de ¡Vuela tu satélite! (año fiscal), un ESA Educación programa que brinda a los estudiantes universitarios la oportunidad de diseñar, construir, lanzar y operar satélites reales.
ISTsat-1 es un CubeSat de una unidad (1U, con dimensiones de 10x10x10cm) desarrollado para optimizar y complementar los sistemas de observación de aeronaves mediante la demostración de la tecnología de detección de aeronaves Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) en órbita. El pequeño satélite contiene muchos componentes que han sido diseñados y construidos por los propios estudiantes, incluida la estructura, la computadora a bordo, el sistema eléctrico y el paquete de baterías, el subsistema de comunicación e incluso una antena y un receptor ADS-B hechos a medida. Esto les ha brindado a los estudiantes una gran cantidad de experiencia, pero conlleva los riesgos adicionales inherentes al uso de soluciones internas. Antes de que ITSat-1 pueda emprender esta tarea, debe pasar por una serie de pruebas rigurosas para maximizar sus posibilidades de éxito.
La campaña de prueba
La Campaña de Prueba Ambiental/Vibración, que simula el lanzamiento con cargas representativas, fue primer intento en julio de 2022, pero fue interrumpido debido a una anomalía que provocó una grieta en uno de los paneles solares. El equipo evaluó y evaluó cuidadosamente el problema, arregló las causas fundamentales y avanzó hacia la prueba de vibración delta. Los estudiantes usaron su modelo de proto-vuelo para este importante paso.
Del 20 al 24 de febrero de 2023, el equipo tuvo la oportunidad de viajar a CubeSat Support Facility (CSF) en ESEC, Redu, Bélgica para volver a intentarlo. El Equipo, compuesto por cuatro estudiantes y su profesor avalado, fue asistido por el personal operativo de CSF y los coordinadores de FYS.
El ITSat-1 se desempacó por primera vez, se inspeccionó visualmente con cuidado y se probó funcionalmente. Después de que se instalaron los sensores de prueba y se colocó el CubeSat en la cápsula de prueba que representaba al desplegador de CubeSat, el ITSat-1 se sometió a dos tipos diferentes de pruebas de vibración para simular el entorno del cohete y demostrar a la autoridad de lanzamiento que el CubeSat puede soportar tales cargas. Se realizaron pruebas en los tres ejes de la nave espacial para garantizar la integridad estructural del sistema.
El primer tipo de prueba se llama prueba de búsqueda de resonancia, que tiene como objetivo encontrar las frecuencias de resonancia del sistema e identificar sus modos. El agitador de 20 kN disponible en el CSF está moviendo su banco de pruebas a una frecuencia determinada que va desde los 5 Hz hasta los 2000 Hz. La resonancia y la respuesta del sistema son detectadas por acelerómetros piezoeléctricos instalados en la plataforma de prueba y en el CubeSat.
El segundo tipo de prueba es el prueba de vibración aleatoria. El CubeSat está sujeto a una fuerte vibración aleatoria definida por límites de frecuencia y densidad espectral de amplitud/potencia. Después de esta fase, el equipo debe verificar el correcto funcionamiento de la plataforma y la carga útil de CubeSat y realizar un control de salud junto con pruebas funcionales de todos los subsistemas de forma reducida. Se detectaron algunos problemas, pero finalmente se solucionaron mientras estaba en el laboratorio. La campaña tuvo éxito otorgando el boleto para la siguiente fase, la campaña de prueba de la Cámara de Vacío Térmico (TVAC), que está programada para el 13 de marzo de 2023.
“¡La campaña de prueba de vibraciones de ITSat-1 fue un logro exitoso para nuestro proyecto! Fue un logro emocionante obtener los resultados de vibración esperados basados en los análisis computacionales que realicé. Todo el equipo obtuvo información valiosa sobre la campaña de vibraciones y las pruebas, lo que la convirtió en una experiencia enriquecedora para todos los involucrados”, dijo un estudiante con entusiasmo.
La instalación de soporte de CubeSat no es solo una estructura de prueba, sino también un salón de clases: a lo largo de la semana, los estudiantes aprendieron cómo realizar una campaña de prueba con estándares profesionales con el apoyo cuidadoso del personal de Educación de ESA. En última instancia, los estudiantes se adaptaron admirablemente a realizar el trabajo de laboratorio y respondieron de manera encomiable a las actividades solicitadas por el plan, ¡pasando un hito clave hacia el lanzamiento de ISTSAt-1!
Los siguientes pasos
El equipo ahora está de vuelta en la universidad para evaluar la prueba y procesar los resultados generados. Volverán al CSF en Bélgica en unas pocas semanas para realizar dos semanas de pruebas de vacío térmico, y los pasos finales incluirán las pruebas funcionales completas y la revisión de aprobación de vuelo final con la junta y el panel de la ESA. El ITSat-1 se lanzará a bordo del vuelo inaugural del cohete más soporífero europeo Ariane 6.
¡Le deseamos lo mejor al equipo en las fases finales del proyecto!
