Experimento de Des-órbita Aerodinámica: Desarrollo de programa de la Unidad de Medida Inercial y Test de Telecomunicaciones

Abstract

[CA] El projecte recull la contribució com investigadora individual a l'Experiment de Des-òrbita Aerodinàmica (ADE en endavant) desenvolupat per Purdue University, California Polytechnic State University i Georgia Institute of Technology. L'ADE consisteix d'un CubeSat d'una unitat que serà llençat en 2020 en una òrbita de transferència geosincrònica amb altures de perigeu/apogeu de 185km/35786km. L'objectiu de l'experiment es aportar qualificació de vol i caracteritzar el rendiment d'un dispositiu de vela desplegable per millorar (acurtar) el temps de retirada d'òrbita de satèl·lits. Demostrar aquesta tecnologia proporcionarà una opció per als operadors de satèl·lits per retirar d'òrbita petits satèl·lits i reduir l'impacte de les operacions espacials en l'escombraria orbital. Aquest projecte es centra en la meua aportació al llarg d'un semestre a l'ADE, en les àrees de desenvolupament de programari per la Unitat de Mesurament Inercial, test de telecomunicacions i codificació de la balisa per comunicar la informació del satèl·lit. Per a cadascuna d'aquestes àrees, he desenvolupat un Report de Preparació per al Test, que ha sigut validat pel director de la missió per aprovar la transició a la fase de Integració i Test. El desenvolupament de programari per la Unitat de Mesurament Inercial (UMI) consisteix en la codificació d'una interfície entre la UMI i el Programari de Vol per extraure les dades del sensor. Aquest treball ha requerit tele-conferències setmanals amb l'equip del California Polytechnic State University, qui ha desenvolupat i demostrat en múltiples missions el Programari de Vol per a CubeSats. Per validar les capacitats de l'estació de seguiment de Purdue es requereix un test de telecomunicacions. L'objectiu d'aquest test es establir una comunicació bi-direccional entre la radio del satèl·lit i l'estació de seguiment de Purdue per obtenir el màxim rang de telecomunicació. Les pèrdues de senyal degudes a la transmissió per l'espai son simulades amb atenuadors de senyal i el rang equivalent és calculat. Finalment, el desenvolupament de la balisa relaciona les dues àrees exposades ja que s'utilitzarà per enviar la informació telemètrica de la UMI a l'estació de seguiment. Aquest treball de fi de grau té per objectiu introduir l'Experiment de Des-òrbita Aerodinàmica al lector i com la meua aportació ha contribuït al progrés de la missió.

[EN] The project summarizes the contribution as an individual researcher to the Aerodynamic Deorbit Experiment (ADE) developed by Purdue University, California Polytechnic State University and the Georgia Institute of Technology. ADE consists of a 1U CubeSat that will be launched in 2020 in a geosynchronous transfer orbit with perigee/apogee altitudes of 185km/35786 km. The objective of the experiment is to provide flight qualification and characterize the performance of a deployable drag sail device to improve (shorten) the deorbit time of small satellites. The demonstration of this drag sail concept will provide an option for satellite operators to deorbit small satellites and reduce the impact of space operations in orbital debris. The project is focused on my one-semester contribution to ADE, on the areas of Inertial Measurement Unit (IMU) software development, telecommunications testing and telemetry beacon coding. For each of these areas, I developed a Test Readiness Review (TRR) that is validated by the project manager to approve the transition into the Integration & Testing phase of the ADE mission. The IMU software development consists in coding the interface between the IMU device and the Flight Software to extract the sensor measurements. This work has required weekly communication with the California Polytechnic State University PolySat team, which has developed and demonstrated in multiple missions the CubeSat Flight Software. To validate the capabilities of the Purdue Tracking Station, the telecommunication test is required. The objective of this test is to stablish a bi-directional communication between the CubeSat radio and the Purdue Ground Station to obtain the maximum communication range. The signal path loss from space is simulated with signal attenuators and the equivalent range is calculated. Finally, the development of a beacon code relates the two areas exposed since it will be used to downlink the telemetry data from the IMU to the Ground Station. Overall, this bachelor s thesis aims to introduce the Aerodynamic Deorbit Experiment to the reader and how my contribution has impacted the progress of the mission.