OPTOS
El satèlit artificial OPTOS és un picosatélite el disseny del qual aixina com desenroll i operació es realisen en el Institut Nacional de Tècnica Aeroespacial, INTA. En les instalacions del INTA també està situada l'estació de terra.
OPTOS seguix l'estàndart CubeSat en una configuració triple de 10 x 10 x 34,5 cm i 3,5 kg de pes.
L'objectiu principal de OPTOS és el de ser un demostrador tecnològic, per a demostrar, fonamentalment, que un picosatélite d'estes dimensions és capaç de presentar capacitats i característiques al mateix nivell que els satèlits de major tamany, mantenint les ventages de temps de desenroll i presupost que els satèlits de chicotet tamany proporcionen. En este sentit, en OPTOS es presenten i desenrollen tecnologies punteres en el camp de la miniaturisació espacial, incloent, entre unes atres, un nou control d'actitut miniaturizado, un computador d'arquitectura distribuïda i un sistema de comunicació interna basat en tecnologia wireless.
Història
[editar | editar còdic]El proyecte va ser dirigit per César Martínez Fernández. OPTOS va ser llançat en èxit el 21 de novembre de 2013 per mig d'una eixida Dnepr-1 i es manté actiu en òrbita de forma satisfactòria des de llavors.
El dijous 21 de novembre de 2013 a les 21:32 hora espanyola el OPTOS es va comunicar en èxit.[1] Una volta provat l'èxit de OPTOS es preveu mantindre de forma estable una llínea de satèlits en les mateixes característiques, de tal forma que facilite l'accés al espai a empreses i universitats, basant-se en un curt temps de desenroll i en un baix cost, ademés de proporcionar al mateix temps una alta fiabilitat.
Òrbita
[editar | editar còdic]L'òrbita és de tipo heliosíncrono, que és la més adequada para la pren d'imàgens (deu tindre's en conte que una de les càrregues útils és una cambra pancromàtica).
Les característiques definitorias de l'òrbita són:
Tipo: circular heliosíncrona (LTAN: 22:15 hores) Inclinament: 98° Altura: 670 km (LEO)
La vida útil estimada del satèlit és d'1 any, encara que ha segut àmpliament superada en vol.
El control d'actitut del satèlit es porta a terme tenint en conte tres imposicions:
En condicions nominals, el satèlit s'orientarà de manera que la superfície dels panels solars allumenada siga la major possible, de manera que s'optimise la generació de potència.
En condicions d'observació, el satèlit s'orientarà de manera que puguen prendre's fotografies de l'àrea objectiu (nominalmente, Espanya) en la cambra pancromàtica APIS (una de les càrregues útils) situada en la cara superior del satèlit.
En condicions nominals, s'evitarà que la llum del Sol incidixca directament en l'objectiu de la cambra pancromàtica, per l'alta sensibilitat de la seua electrònica.
Plataforma
[editar | editar còdic]OPTOS és un picosatélite basat en l'estàndart CubeSat 3O (de 3 unitats) en unes dimensions de 34,5 x 10 x 10 cm i un pes aproximat de 3.5 kg.
Les quatre cares llargues del satèlit estan cobertes, cada una d'elles, per un panel solar compost de 6 cèlules de triple unió de GaAs. En les millors condicions, estos panels proporcionen un màxim de 7.2 W de potència. Aixina mateix, el satèlit consta d'un joc de panels desplegables a lo llarc de l'eix Z, equivalents als anteriors, que doblen la capacitat de generació de potència.
El control d'actitut del satèlit està basat, per a la determinació d'actitut, en un conjunt de sensors format per un magnetómetro, dos sensors solars i un sensor de presència solar, mentres que l'actitut objectiu és conseguida per mig d'un conjunt d'actuadors format per una roda d'inèrcia orientada en l'eix llarc del satèlit (Z) i tres magnetoparés (en tres eixos perpendiculars). La precisió obtinguda és de 5º per eix en la determinació i de 15º per eix en el control.
El processament de senyes intern està basat en un computador d'arquitectura distribuïda, format per una unitat central (EPH) basada en una FPGA i vàries unitats distribuïdes (una per cada una de les targetes que formen part de l'electrònica del sistema ) basades en CPLDs. Les senyes són distribuïdes entre totes les unitats per mig d'un bus CAN.
Les comunicacions internes estan basades en un nou sistema, desenrollat pel INTA, de comunicació inalàmbrica entre targetes. Les senyals s'envien per un camí òptic, emeses per un emissor infrarrojo per la targeta emissora, i rebudes per un fotodiodo per la targeta receptora. La coherència de les comunicacions i jerarquia de senyals s'assegura per mig d'un protocol bus CAN reduït.
Les comunicacions en l'estació de terra es realisen per mig d'un transceptor half-duplex que emet en una potència de 0,5 W (27 dBm) i és capaç de rebre senyals de fins a -115 dBm. OPTOS està equipat en una antena formada per 4 monopols que emet i rep en una freqüència de 402 MHz (banda UHF), permetent un bit rate màxim de 4 kbps en pujada i 5 kbps en baixada.
Experiments científics
[editar | editar còdic]OPTOS està equipat en quatre càrregues útils:
Una cambra pancromàtica de resolució 270 m (APIS - Athermalized Panchromatic Imaging System) situada en la cara superior del satèlit, basada en la tecnologia CMOS, els objectius de la qual són l'adquisició d'imàgens en vol, la calificació de materials òptics i l'anàlisis de la degradació dels cristals de la cambra.[2][3]
Un dosímetro (ODM - OPTOS Dose Monitoring) ubicat en dos zones del satèlit de forma estratègica, una en la part central del mateix i una atra junt a la cambra. Esta càrrega útil té com a objectius el desenrollar un dosímetro en components comercials RadFETS (RADIATION-SENSING FIELD-EFFECT TRANSISTOR), i posteriorment correlar les senyes en els obtinguts per mig de la simulació en el software Geant 4.[4][5]
Una fibra òptica (FIBOS - Fiber Bragg Gratings for Optical Sensing) que medirà temperatures gràcies al canvi de llongitut d'ona reflectida per una Fiber Bragg Grating (FBG).[6][7]
Un sensor magnètic (GMR - Giant Magneto-Resistance) basat en components comercials COTS, el qual medirà el camp magnètic terrestre.
Llínees de desenroll
[editar | editar còdic]Una volta es demostre, per mig de OPTOS, la viabilitat de la plataforma per a portar a terme missions fins ara sempre assignades a satèlits de major tamany, es preveu continuar la llínea en nous satèlits en òrbita (en un curt periodo de desenroll) posant en vol noves càrregues útils.
Aixina mateix, es preveu el desenroll d'una plataforma OPTOS millorada (denominada OPTOS segona generació o, directament, OPTOS 2G), que, entre atres millores, inclourà les següents:
Un sistema de panels solars desplegables de doble cara que multiplicarà per tres la superfície de cèlules solars disponibles, podent aplegar a produir una potència de fins a 18 W.
Un subsistema de control d'actitut al que, aparte de lo ya existent, l'única roda d'inèrcia serà substituïda per un array de quatre rodes d'inèrcia, ademés d'afegir-se-li un rastrejador d'estreles, podent en estes millores aplegar a precisió en la determinació i control d'actitut de l'orde d'arcosegundos.
Un pegat en banda S que, sumat al transpondedor en UHF, permetrà comunicació full-duplex, donant lloc a un bit rate de fins a l'orde de Mbps.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ https://optoscubesat.blogspot.com/2013/11/estic-viu.html
- ↑ “APIS: the miniaturized Earth observation camera on-board OPTOS CubeSat” (8 de agost 2019). Journal of Applied Remote Sensing 13 (3): 032502. doi:. ISSN 1931-3195. Bibcode: 2019JARS...13c2502G.
- ↑ “APIS: the miniaturized Earth observation camera on-board OPTOS CubeSat” . Journal of Applied Remote Sensing 13 (3). doi:. Bibcode: 2019JARS...13c2502G.
- ↑ «Data Analysis and Results of the Radiation-Tolerant Collaborative Computer On-Board OPTOS CubeSat» (en en).
- ↑ Summers, G. P., E. A. Burke, P. Shapiro, S. R. Messenger, and R. J. Walters, Damage correlations in semiconductors exposed to gamma, electron and proton radiations, IEEE Trans. Nucl. Sci., 40, 1372-1379, 1993.
- ↑ Kramer, Herbert J.. Observation of the Earth and Its Environment: Survey of Missions and Sensors, Springer Verlag.
- ↑ «EPM605-250 Datasheet(PDF) - JDS Uniphase Corporation».
- OPTOS, el primer picosatélite espanyol Document intern INTA
- OPTOS, un chicotet gran satèlit 'made in Spain' Notícia del llançament de OPTOS
Enllaços externs
[editar | editar còdic]Web dels desenrolladors Detalls tècnics de OPTOS, ESA Video informatiu sobre OPTOS Seguiment posició actual del satèlit
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «OPTOS» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.