Ponente
Descripción
El desarrollo de tecnología espacial abre una oportunidad de involucrar diversos sectores del parís como la academia y el gobierno. El GuaraniSat-1, fue el “Primer Nanosatélite de Paraguay” construido y lanzado en el contexto del Proyecto Paraguay al Espacio de la Agencia Espacial del Paraguay (AEP). Uno de los elementos importantes de toda misión espacial es el segmento terrestre ya que permite recibir datos y enviar comandos al satélite. Sin embargo, los costos de implementación de estos sistemas pueden superar los presupuestos disponibles por este motivo se propone del diseño de una estación terrestre de bajo costo. El presente trabajo presenta dos modelos de segmento terrestre, el primer prototipo permite recibir señales de telemetría en la banda de Ultra Alta Frecuencia (UHF) mientras que el segundo es capaz de transmitir y recibir paquetes de radio con el protocolo Amateur X.25 (AX.25) en la banda de Muy Alta Frecuencia (VHF) aplicables para misiones satelitales Digipeater y Store & Forward. Los requerimientos de hardware y software se basaron en las recomendaciones de la Asociación Mundial de Satélites de Radioaficionados (AMSAT) y las Estaciones Terrenas Abiertas en red Satelital (SatNOGS). Se utilizaron Componentes Comerciales Salidos del estante (COTS, del ingles Commercial Off-The-Shelf), Radio Definida por Software (SDR) y aplicaciones de licencia publica general (GPL) para controlar el hardware de la estación de radio y los datos de la ´ misión. Para reducir los costos en lugar de utilizar sistemas de seguimiento se utilizaron antenas omnidireccionales basados en los cálculos de enlace satelital. Los prototipos fueron integrados y validados mediante la recepción y decodificación de señales de radio de diversos nanosatélites. Las estaciones de bajo costo permitirían implementar proyectos para la promoción de capacidades en el área de telecomunicaciones en instituciones educativas del nivel medio y universitario.
Resultados
La sección de resultados encontrará en el archivo adjunto denominado "Resumen ejecutivo".
Conclusión
Se ha desarrollado un sistema de telecomunicación de bajo costo para establecer conexiones con satélites en órbita terrestre baja (LEO). El sistema analiza las señales radioeléctricas según las recomendaciones de la UIT-R P.618-13 para rastrear satélites LEO.
Se crearon dos modelos de segmento terrestre. El primero , basado en SDR en la banda UHF, recibe con éxito señales de telemetría en modulación CW de nanosatélites como Raavana-1 y Maya-3, y también puede recibir señales con otras modulaciones. El segundo prototipo permite la transmisión y recepción de señales APRS en la banda VHF, demostrando su eficacia en misiones de nanosatélites tipo Store&Forward y comunicaciones de emergencia con la Estación Espacial Internacional y el nanosatélite NO-104.
Las señales decodificadas validaron los presupuestos de enlace calculados, demostrando el rendimiento de los modelos en condiciones de funcionamiento real. Se utilizaron dispositivos de Radio Definida por Software, antenas simples y otros dispositivos comerciales para mantener costos bajos.
Ambos prototipos tienen potencial para su uso en programas educativos para demostrar el funcionamiento de los subsistemas de nanosatélites, lo que podría inspirar a estudiantes de secundaria a explorar carreras en ingeniería y telecomunicaciones, entre otras áreas afines.
Metodología
La sección metodológica encontrará con gran detalle en el archivo adjunto denominado "Resumen ejecutivo"
Introducción
Los nanosatélites se están convirtiendo en plataformas educativas e innovadoras debido a su costo accesible. Actualmente, hay numerosos nanosatélites en el espacio, y se utilizan en diversas misiones, como la observación de la Tierra, el seguimiento de activos, aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) y fines científicos [5], como la recopilación de datos de sensores en áreas remotas [6].
Cada misión espacial requiere un segmento terrestre para gestionar la nave espacial y distribuir datos de carga útil y telemetría. Sin embargo, la implementación de estos sistemas puede resultar costosa y superar los presupuestos de algunas organizaciones, incluidas las académicas [5] [7].
La implementación de un segmento terrestre educativo en cursos de ingeniería puede motivar a los estudiantes a analizar las señales, el funcionamiento y la salud eléctrica de nanosatélites. También permite llevar a cabo investigaciones y experimentos relacionados con misiones de monitoreo satelital, IoT y más. En cursos para la educación secundaria, este enfoque puede inspirar y educar a los jóvenes sobre temas como la astronomía, la radioafición, el espacio, la física y la electrónica. En resumen, los nanosatélites ofrecen oportunidades educativas y de innovación emocionantes y asequibles en un entorno espacial en constante cambio.
Objetivo
OBJETIVO GENERAL
Diseñar un sistema de telecomunicación de bajo costo para el enlace con satélites de ´ orbitas LEO para la promoción de capacidades en áreas de ingeniería.
OBJETIVO ESPECÍFICOS
• Identificar las características y efectos del medio depropagacion en las senales radioeléctricas para el seguimiento de satelites LEO;
• Analizar los criterios y recomendaciones segun la ITU para el calculo del balance de potencia en la banda de frecuencia VHF/UHF para ambos sistemas de telecomunicaciones Tierra-Espacio;
• Implementar una Estacion Terrena de recepción basada en SDR de bajo costo en la Banda UHF, para decodificar senales CW procedentes de satélites LEO;
• Implementar una Estacion Terrena semiduplex de bajo costo en la Banda VHF, para transmitir y/o recibir senal de radio por paquetes hacia y/o desde satelites LEO;
| Area | Ingenierías, Matemáticas y Física |
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