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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

SUCHAI I: Resumen de resultados

Baterías: Uno de los elementos que suelen fallar en este tipo de experimentos son las baterías, por lo que es necesario analizar cómo se degradan. Con los resultados recogidos, el equipo del académico Marcos Orchard, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la FCFM, ha desarrollado varios algoritmos para estudiar el estado de salud de la batería en tiempo real, lo que es complejo cuando el satélite está en funcionamiento. Estos avances permitirán predecir y optimizar los ciclos de producción de satélites (cuándo comenzar el reemplazo del vehículo en tierra).

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Contador de partículas: Uno de los experimentos que llevó SUCHAI-1 era una sonda de Lagmuir, para medir la densidad de electrones del plasma ionosférico en la alta atmósfera de la Tierra. Este sensor también contaba con un contador de partículas. Con este instrumento fue posible monitorear la Anomalía del Atlántico Sur, demostrando que es posible hacerlo con un satélite de bajo costo. El procesamiento y análisis de los datos, cuenta con la colaboración de académicos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile y del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile.

Modelamiento térmico: Se descubrió que el ambiente a 505 kilómetros de la Tierra no es tan hostil como se especulaba. Se observó que la variación de temperatura adentro del SUCHAI 1 era entre 7 y 20 grados, información crítica para el diseño de satélites. Sin embargo, la disipación de calor es aun un tema a considerar. De hecho, las pruebas de aumento de temperatura cercanas a la vecindad del procesador del SUCHAI-1, fue la que finalmente terminó por dañar el procesador central del sistema.

Electrónica fuera del equilibrio: Este experimento quiso observar cómo la electrónica cambia sus propiedades intrínsecas termodinámicas estando en un ambiente considerado hostil, distinto al que tenemos en Tierra. Se descubrió que la forma en que se midió el experimento no es 100% apropiada, luego de verificar que el ambiente no era tan hostil como se pensaba. En adelante, será necesario sofisticar el sistema para monitorear la electrónica y generar señales con mayor precisión para lograr ver los cambios que se desea provocar. Este trabajo se realizó en colaboración con el académico del Departamento de Física Claudio Falcón.

Software de vuelo: Se puso a prueba en tiempo real el software que debía garantizar el buen funcionamiento de todos los elementos y proyectos que contiene el satélite. Se diseñó una arquitectura de software flexible y reutilizable, con poderosas herramientas de visualización del programa que permiten minimizar las posibilidades de error, desarrolladas en colaboración con el académico del DCC Alexandre Bergel. El software de vuelo, así como las herramientas de visualización están actualmente siendo utilizados en las siguientes misiones.

Sistemas mecánicos: En la construcción del satélite, hubo varias piezas que fueron elaboradas por el equipo usando técnicas de fabricación digital. El prototipado se realizó con impresoras 3D en materiales en PLA y ABS, que agilizaron los desarrollos y las pruebas preliminares. Sin embargo los sistemas mecánicos fueron finalmente construidos con impresión 3D pero en materiales aptos para el espacio. Finalmente el material que se usó en el SUCHAI-1 fue el windform. Este trabajo se realizo en colaboración con el académico del Departamento de Ingeniería Mecánica Juan Cristóbal Zagal.

Desarrollo y manejo de estación terrena: Se logró un gran conocimiento en comunicaciones desde y hacia Tierra, tanto en banda UHF (437 MHz), como en banda S(2,4GHz). Esto se observó tanto en receptores de radio aficionados, como en radios definidas por software. La estación terrena del SUCHAI-1 está ubicada en la azotea del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile.

Evaluación de componentes y sistemas: Es parte del proceso de una expedición espacial probar los componentes y sistemas. El proyecto no sólo permitió aprender a evaluarlos, sino que hoy ha invertido en equipamiento para pruebas de termovacío y cuenta con la colaboración del Departamento de Ingeniería Mecánica para pruebas de vibración en sus laboratorios. Al inicio del proyecto se debió viajar a Brasil para estas pruebas, que hoy se pueden realizar en Chile, en la FCFM. Está área cuenta con el apoyo de los académicos Viviana Meruane, de Ingeniería Mecánica, y Marcos Flores, de Física.

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Cámara fotográfica: Se observó que sistemas ópticos comerciales funcionan sin mayores degradaciones, al menos por 1 año, en el espacio exterior. Habiendo utilizado una de baja calidad en pixeles (pues no constituía un proyecto de recolección de imágenes de la Tierra) se pudo determinar que es una tecnología que permite apoyar la determinación de la orientación del satélite y obtener imágenes de experimentos.

Determinación de orientación del satélite: Gracias a un sensor giroscopio (mide velocidad de giro en 3 ejes), sumado a la información que brindaban las imágenes de la cámara fotográfica, se pudo determinar la orientación del satélite durante cada órbita. También se desarrollaron algoritmos de orientación que se esperan mejorar con los siguientes SUCHAI.

Comunicaciones FCFM - UChile

Martes 8 de enero de 2019

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