MISIÓN SATURN FASE-I

Fecha de Inicio de Actividades: 7 de abril de 2009

Fecha de Fin de Actividades: 10 de Junio de 2009

Fecha de Lanzamiento: 09 de Junio de 2009

Hora de Lanzamiento: de 13:20 a 18:30 GMT - 5

Lugar de Lanzamiento: Marandúa - Vichada Colombia

Integrantes de la Misión:

GRUPO DIEE-CMUA:

Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

  • Director de Misión: Phd. Ing.Elec Johann Faccelo Osma Cruz, Profesor Asistente
  • Líder de Misión: Ing.Elec, Ing.Ilec. Jorge Mario Garzon Rey, M.Sc (EST)
  • Ingeniero Investigador: Nicolás Eduardo Velasquez Saavedra Ing.Elec (EST)
  • Ingeniero Investigador: Carol Ximena Naranjo Valero Ing.Elec, Ing.Sist (EST)

Objetivos Generales:

El Proyecto Uniandino Aeroespacial (PUA) hace parte de la iniciativa de los Departamentos de Ingeniería Mecánica (IMEC), Ingeniería Eléctrica y Electrónica (DIEE) e Ingeniería de Sistemas (ISIS) de poner un satélite civil en órbita a través de medios y desarrollos colombianos universitarios. Dentro de este macroproyecto, el DIEE ha creado el proyecto SATURN (Satélite Uniandino) encaminado al desarrollo de los componentes eléctricos y electrónicos de los vehículos y puestos en tierra y el subsiguiente desarrollo de la parte electrónica de un satélite artificial.

SATURN involucra aquellos aspectos referentes al sensado, control de procesos y procesamiento de información dentro de los vehículos, así como los sistemas inalámbricos de información entre el vehículo y los puestos en tierra. Este proyecto inicia en el primer semestre de 2012 con el desarrollo de la electrónica necesaria para tres vehículos distintos, cuyos vuelos se registraron el 5 de Junio de 2012 en una base militar de la Fuerza Aérea en el Vichada.

Resumiendo los objetivos de este proyecto:

  1. Encender los motores o sistemas de separación de cada vehículo de acuerdo a la temporización determinada por el grupo de IMEC.
  2. Sensar aceleración y la posibilidad de medir posición global, presión y altitud (dependiendo del set de sensores instalado)
  3. Establecer comunicación inalámbrica vía RF con estaciones en tierra (también construidas en este proyecto) para enviar la información concerniente a los datos de los sensores.
  4. Almacenar toda la información recogida por los sensores en una memoria microSD insertada en el medio de la circuitería con el fin de ser recuperada.

Desarrollo del Proyecto:

La primera Fase de desarrollo del proyecto SATURN consistió en la instrumentación de 3 vehículos diferentes (i.e. AINKAA I, AINKAA II y AINKAA III). Este último se puede observar en la figura en donde se aprecia el equipo que hizo parte del lanzamiento de este vehículo de los tres departamentos involucrados.

Objetivos para el Lanzamiento

Debido a la exigencia de instrumentar una familia de vehículos con claras diferencias en el número de fases, tiempos de vuelo y espacio disponible para la carga electrónica, se decidió por un desarrollo modular que contara con la flexibilidad suficiente para cumplir los requerimientos individuales de cada vehículo. Es por esto que el diseño se planteó para el vehículo con mayores prestaciones (3 fases de operación: 2 igniciones y una separación) y se implementó de manera resumida para los otros dos vehículos.

El desarrollo inicial del proyecto SATURN se centró en 4 sistemas diferentes que son:

  1. Sistema de Sensores.
  2. Sistema de Procesamiento, Control y Manejo de información.
  3. Sistema de Comunicaciones.
  4. Sistema de Alimentación e Ignición.

Diseño y Simulaciones

Cada uno de estos sistemas fue desarrollado en paralelo basándose en un arquitectura modular haciendo uso de un único procesador central que ejecuta y sincroniza las diversas funciones de todos los sistemas. Debido a la variedad de vehículos que se pueden instrumentar, el diseño inicial propuesto era flexible en cuanto al número de secciones del vehículo, tiempos de separación y vuelo y número y tipos de sensores.

Diseño general de los sistemas de la Fase 1 y su ubicación en los vehículos.

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Construcción y Ensamblado

La sensorica es la responsable de los datos obtenidos durante el vuelo del cohete. Con estos datos se quiere obtener la trayectoria de vehículo al igual que las condiciones que tiene que soportar los circuitos durante el vuelo. Inicialmente se planeó tener un sensor de presión, uno de temperatura, un acelerómetro, un giroscopio y un GPS por cada cohete. Todos los datos se recolectan en el microcontrolador para ser enviados después.

Fotografías del sistema electrónico del AINKA III.

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Registro Audiovisual:

Toda la transmisión y administración de información telemétrica y audiovisual fue diseñada, construida y administrada por la misión CORE C3 del grupo MOOSAS.

Todos los vehículos experimentales, motores y componentes fueron diseñados, construidos y manufacturados por las misiones SENECA II y SENECA III del grupo LATEMM-GEAA.

Logo DIEE-SATURN

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Despliegue de los Equipos en la zona de lanzamiento

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Vídeos del lanzamiento Ainkaa-II.

Lanzamiento del vehículo visto desde la cámara 1:

Video lanzamiento No. 1

Lanzamiento del vehículo visto desde la cámara 2:

Video lanzamiento No. 2

Vídeo del lanzamiento Ainkaa-III.

Lanzamiento del vehículo visto desde la cámara 1: Video lanzamiento

Lanzamiento del vehículo visto desde la cámara 2: Video lanzamiento

Resultados y Conclusiones:

Dado los problemas de interferencia en el sistema de comunicación, se decidió durante la preparación del despegue de la primera misión replantear la tarea vHabmotores() para que no espere a la transmisión del comando de inicio sino habilitar la ignición de los motores luego de 10 minutos de encendido el sistema. La solución temporizada permitió evitar que los motores se encendieran a destiempo a causa de interferencia en el sistema de comunicación, sin embargo se perdió todo control remoto sobre el cohete y solo tenia una retroalimentación a partir de los datos de los sensores enviados.

Gracias al esquema de tareas planteado de cumplió con los tiempo de encendido fijados por el grupo IMEC en cada una de las misiones. Y se obtuvieron mediciones en tierra del estado del cohete. Dado que las ojivas de los cohetes no se recuperaron fue imposible validad del sistema de almacenamiento sobre la memoria microSD.

Utilizar un sistema operativo en tiempo real para el control y gestión de información permitió solucionar la contingencia del sistema de comunicaciones en ultimo momento son cambiar radicalmente el diseño. La versatilidad que entregó el esquema de tareas planteado garantizó la ignición de los motores en los tiempos previstos y la transmisión de datos a tierra del sistema de sensado.

Aunque se puede concluir que el sistema de control funcionó exitosamente y el sistemas operativo en tiempo real entrega las garantías necesarias, es importante mejorar el reporte y retroalimentación del estado del si cohete. Por ultimo, se debe plantear la posibilidad de abortar la ignición de los motores en cualquier momento, incluso una vez dada la orden de despegue.

Este proyecto continuará su desarrollo generando una nueva familia de dispositivos electrónicos de instrumentación de vehículos y proponiendo alternativas para el desarrollo de puesto de control en tierra que mejoren las condiciones de despegue y control inicial de los vehículos.

Información telemetrica recuperada por las antenas

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Referencias:

LAS REFERENCIAS NO ESTÁN DISPONIBLES EN EL MOMENTO

Patrocinadores:

Esta es una lista de las organizaciones y empresas que han ayudado y hecho posible la realización de esta misión:

  • Universidad de los Andes.

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  • Fuerza Aérea Colombiana.

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  • Fundación Natibo.

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misiones/mision10.txt · Última modificación: 2012/08/26 00:23 por sa-artea
Facultad de Ingeniería - Universidad de los Andes
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