Diseño de un mecanismo de bloqueo inicial de paneles solares de un cubesat de 3 unidades

Abstract

RESUMEN:El desarrollo de los satélites ha contribuido al avance en las comunicaciones así mismo ha facilitado el envío de datos a través del todo el planeta con ello mejorando la calidad de vida para los seres humanos. La mayoría de los satélites suelen tener los paneles solares plegados en el cuerpo, esto se debe al área reservada para el transporte, estos paneles se desplegarán después de que el satélite ha sido lanzado y haya entrado en órbita. El despliegue de paneles solares tiene una fuerte influencia en la dinámica y control del satélite, es por eso que es necesario minimizar cualquier perturbación, se requiere diseñar un mecanismo apropiado con la cualidad de reducir los efectos del despliegue e implementar un bloqueo final para evitar el retroceso. En el primer capítulo, se muestran aspectos históricos de los satélites, las principales características que los componen, se plantea la problemática de la reducción del consumo energético y algunas de las tendencias que están marcando la actualidad de la carrera espacial, tales como el desarrollo de satélites espaciales diminutos orientados a la investigación y desarrollo tecnológico, así como su gran importancia para cumplir cometidos específicos. El segundo capítulo refiere al marco teórico el cual explica de manera breve la colocación de pequeños satélites en órbita la cual es una actividad de enorme interés para las universidades del mundo.se tocan puntos clave en los nano satélites los cuales son un tipo de satélite en forma cubica con longitud de 10cm por lado, los cuales proveen de un método confiable y de bajo costo para llevar a cabo experimentos espaciales, ya que a través de nano satélites se pueden obtener datos necesarios para la investigación climática y la observación desde el espacio, el impacto que tiene el desarrollo de estos pequeños satélites se observa a nivel global, pues en la actualidad se desarrollan tecnologías en este campo con fines educativos, industriales y sociales. Así mismo, se examinarán algunos de los obstáculos para los diseñadores que desarrollan estos satélites. Entre las limitantes, podemos decir que la normativa que restringe el uso de espacio y energía es la más importante en el diseño de nuevos elementos que pudieran emplearse en nano satélites. En el capítulo tres se muestra paso a paso el desarrollo de un sistema de bloqueo inicial para paneles solares en nanosatélites, esto claro, cumpliendo las limitantes dadas por el estándar CubeSat, el cual impide a los diseñadores sobrepasar los límites de masa, peso y dimensiones; por ello es que la construcción del mecanismo de bloqueo inicial se vuelve compleja. Para lograr la solución al diseño, se utilizó un mecanismo de cuatro barras y un sistema de control abierto On/Off. En el capítulo cuarto se redactan los métodos iniciales de la realización de los bocetos que componen los elementos del mecanismo de cuatro barras, el mayado, los resultaos del primer análisis estático realizado con el Software SolidWorks®, así como los detalles obtenidos en cada uno de los elementos analizados. En el capítulo quinto, se aprecia la selección del material que compondrá el mecanismo, así como la integración de los elementos que darán forma al mecanismo de cuatro barras, el método elegido para la unión de las piezas y la simulación de cómo es que se acoplará el mecanismo al cuerpo del CubeSat de igual manera se muestra el análisis de colisiones que demuestra que el acoplamiento y el movimiento del mecanismo se puede efectuar libremente al igual que las conclusiones de todo el trabajo realizado.

ABSTRACT:The development of the satellites has contributed to the advance in the communications as well has facilitated the sending of data throughout the planet with the improvement of the quality of life for the human beings. Most satellites usually have solar panels in the body, this is an area reserved for transport, these panels are deployed after the satellite has been launched and has entered orbit. The deployment of solar panels has a strong influence on the dynamics and control of the satellite, that is why it is necessary to minimize any disturbance, it is necessary to design an appropriate mechanism with the quality to reduce the effects of deployment and implement a final block to avoid the recoil In the first chapter, we will discuss the story of the satellites, the main characteristics of the components, the problem of reducing energy consumption and some of the trends that are marking the current space race, stories such as the development of tiny satellites oriented to research and technological development, as well as their importance to fulfill specific tasks. The second chapter refers to the theoretical framework which briefly explains the placement of small satellites in orbit which is an activity of great interest to the universities of the world. Key points in nanosatellites touch the type of satellite in cubic form with a length of 10cm on the side, which prove a reliable and inexpensive method to carry out space experiments, since nano-satellites can obtain data necessary for climate research and observation from space, the impact which has the development of these small satellites is observed at a global level, as technologies are currently developed in this field for educational, industrial and social purposes. Also, some of the obstacles for the designers that develop these satellites are examined. Among the limitations, we can say that the regulation that restricts the use of space and energy is the most important in the design of new elements that could be used in nano-satellites. Chapter 3 shows step by step the development of an initial blocking system for solar panels in clear nano-satellites, meeting the limitations given by the CubeSat standard, which prevents designers on the limits of mass, weight and dimensions; So, it is the construction of the initial locking mechanism becomes complex. To achieve the design solution, a four-bar

Página 14 mechanism and an open On / Off control system are used. In chapter four, the conclusions reached after the calculations and simulations are made, the general objective is satisfactorily answered and some recommendations for future work are outlined.