¡Los estudiantes diseñan misiones de prospección de agua lunar para el Concurrent Engineering Challenge 2022!

Colaboraciones transeuropeas

En el lugar participaron 16 estudiantes universitarios de ocho diferentes Estados miembros de la ESA y Canadáasesorado de cerca por dos ingenieros de sistemas de la ESA de Systems and Ingeniería concurrente Sección. A ellos se unieron de forma remota dos grupos adicionales de estudiantes y personal de apoyo de universidades europeas equipados con sus propios Instalaciones de ingeniería concurrentes: EPFL, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (Suiza); y Uni.lu, la Universidad de Luxemburgo. En total, 39 universitarios participaron en este desafío.

“La organización fue un gran éxito interdisciplinario desde la perspectiva de nuestro equipo”, explicó un coordinador de Uni.lu. “El centro de investigación SnT donde se encuentra nuestro Centro de diseño concurrente significa ‘Centro interdisciplinario para la seguridad, la confiabilidad y la confianza’. De manera similar, nuestro equipo de estudiantes tenía miembros de los grupos de investigación Space Systems, Space Communications y Space Robotics de SnT. Entonces, armar un equipo interdisciplinario y liderarlo en el desafío fue una experiencia muy gratificante para nosotros que simboliza el espíritu de colaboración interdisciplinaria de SnT y las capacidades colaborativas del enfoque de diseño concurrente”.

Resumen de la misión: ¡encuentra el agua lunar!

El objetivo era familiarizar a los estudiantes con la Ingeniería Concurrente y también ayudar a las universidades a desarrollar sus propias Instalaciones de Ingeniería Concurrente. Para lograr esto, a los estudiantes se les dio una misión hipotética para diseñar usando Ingeniería Concurrente. Se les informó que el agua en la Luna es un recurso vital para futuras misiones espaciales a nuestro vecino celestial y al espacio profundo. Encontrar y cartografiar las fuentes de agua lunar es muy arduo, por lo que se encargó a los estudiantes que diseñaran una misión de prospección para cuantificar los recursos de hielo de agua ocultos en regiones oscuras cerca de los polos de la Luna. El mapeo de alta resolución debe lograrse mediante reflectometría entre una Mothercraft y dos CubeSats en órbita lunar.

«¡Este desafío fue una gran experiencia!» entusiasmado un estudiante de la EPFL. “Tuvimos la oportunidad de encontrar el enfoque de Ingeniería Concurrente para diseñar una misión lunar. El uso de este nuevo método de trabajo, la colaboración y motivación de los alumnos y el compromiso del equipo de ingeniería contribuyeron a que esta semana fuera exitosa y enriquecedora».

A cada grupo se le ocurrió un nombre de misión y un parche:

• ESEC: WOLF (Orbitador de agua y hielo para el futuro de la Luna)
• Uni.lu: LuWIEx (Explorador de hielo de agua lunar)
• EPFL: DUMBO (Dual Moon Beam Orbiter)

En cada uno de los tres sitios, los estudiantes se dividieron en subequipos para tapar áreas clave:

1. Subsistemas de control de actitud y órbita
2. Comunicaciones y manejo de datos
3. Configuración
4. Energía
5. Propulsión
6. Estructuras y Mecanismos
7. Térmico
8. Análisis de trayectoria

Los estudiantes se pusieron en marcha aprendiendo sobre el enfoque de ingeniería concurrente de los ingenieros de sistemas de la sección de ingeniería de sistemas y concurrente de la ESA. Luego se les dio la oportunidad de experimentar la herramienta de ingeniería basada en modelos concurrentes (COMET) que utilizarían durante el desafío. Lo siguiente en la agenda fue explorar las Instalaciones de Ingeniería Concurrente en sus sitios para encontrar los impresionantes recursos a su disposición.

«Fue una experiencia increíble,» dijo un estudiante participante de la ESEC. “Pude aprender más sobre ingeniería de sistemas, diseño concurrente y trabajar en ESA desde adentro. ¡Tuve la oportunidad de diseñar un satélite bajo la supervisión de ingenieros experimentados y conocer gente maravillosa de todo el mundo!”

Problemas y soluciones

Al día siguiente, los tres grupos definieron las fases de su misión y los modelos del sistema. Realizaron una primera iteración de ingeniería concurrente, trabajando en subequipos en los diferentes diseños de subsistemas, realizando sus primeros cálculos y presupuestos. Pronto se descubrió que había muchos obstáculos que superar para que sus misiones tuvieran éxito, como darse cuenta de que los cohetes Vega no se lanzan a la órbita lunar, por lo que se requiere una etapa de transferencia adicional para transportar Mothercraft y CubeSats a la Luna. Los estudiantes no compitieron entre sí, sino que usaron videoconferencias y un foro en vivo para compartir el progreso de cada día, plantear cualquier dificultad particular que enfrentaran y recibir aportes útiles de los participantes en otros grupos.

Luego se completaron más iteraciones para mejorar continuamente los diseños de la misión. Los subsistemas de propulsión, comunicación y energía requerían una atención especial, y los expertos en configuración se mantuvieron alerta ya que el diseño de cada subsistema cambiaba con cada iteración.

Los grupos congelaron sus diseños el último día y presentaron sus resultados a sus colegas y expertos de la ESA. Los tres grupos lograron idear un diseño de misión que cumplió con los estrictos requisitos y limitaciones. Curiosamente, cada grupo identificó una órbita diferente alrededor de la Luna desde la cual operaría la Mothercraft, con los impactos correspondientes en los diseños finales. Fue fascinante para los estudiantes encontrar otros diseños finales de satélites y ver cómo se habían adoptado diferentes soluciones para superar los mismos desafíos.

«Esta fue una semana intensa con un desafío complejo que fue abordado por grupos motivados y con espíritu de equipo», reflexionó un organizador de la EPFL. “El Concurrent Engineering Challenge 2022 fue realmente interesante tanto en aspectos técnicos como de habilidades blandas. También fue gratificante ver los resultados logrados en solo unos días».

«El desafío fue realmente educativo», agregó un estudiante de Uni.lu, “No solo desde la perspectiva de la ingeniería concurrente, sino que también dio una idea de cómo sería un rol profesional en una agencia espacial o una empresa de ingeniería. La experiencia me animó a seguir una carrera como ingeniero de sistemas de naves espaciales».

Para obtener más información sobre futuras oportunidades de capacitación de la Academia de la ESA, consulte nuestro oportunidades corrientes.

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