Desarrollo y administración de nanosatélites

• Presentar una visión general del
proceso de desarrollo de nanosatélites
y explorar las mejores prácticas para
asegurar el éxito de una misión
espacial.
Objetivo del taller

Objetivos del taller y bienvenida.
1. Introducción: El acceso al espacio por medio de
nanosatélites
2. Diseño y administración de proyectos espaciales.
3. Desarrollo de la carga útil.
4. Adquisición de subsistemas CubeSat.
5. Certificaciones para lanzamiento:
Pruebas y validación.
6. Opciones de lanzamiento.
7. Operaciones y estación terrena.
8. Regulaciones, licencias, certificaciones,
costos.
11. Retos futuros, oportunidades
12. Cierre.
Agenda

Introducción
El acceso al espacio
por medio de nanosatélites

¿Qué son los satélites pequeños?
180 Kg- 100 Kg
Minisatélite
100 Kg- 10 Kg
Microsatélite
10 Kg- 1 Kg
Nanosatélite
< Kg
Picosatélite

CubeSats: una tecnología disruptiva
Fuente: CubeSat database, Universidad de Saint Louis Missouri, datos de
M. Swarwout
https://sites.google.com/a/slu.edu/swartwout/home/cubesat-database

• Creado en 1999
• 1U, 2U, 3U, 6U, etc
• Son lanzados como cargas
secundarias de lanzamientos de
satélites mayores
Fuente: State of the Satellite Industry Report, June, 2016.

REQUERIMIENTOS GENERALES
• SE REFIEREN A CUESTIONES COMO LA CAPACIDAD MÁXIMA DE LAS BATERÍAS, EL
USO DE SISTEMAS DE PROPULSIÓN, Y EL EMPLEO DE MATERIALES PELIGROSOS,
ENTRE OTRAS COSAS.
REQUERIMIENTOS MECÁNICOS
• SE REFIEREN A LA TOLERANCIAS EN LAS DIMENSIONES, MASA Y TIPO DE
MATERIALES DE LA ESTRUCTURA, ENTRE OTRAS COSAS.
REQUERIMIENTOS ELÉCTRICOS
• SE REFIEREN A LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA PARA GARANTIZAR LA
SEGURIDAD DEL CUBESAT.
REQUERIMIENTOS DE OPERACIÓN
• SE REFIEREN A LAS CONDICIONES EN LAS QUE DEBE OPERAR EL CUBESAT,
TALES COMO EL INICIO DE TRANSMISIÓN DE DATOS, EL DESPLIEGUE DE
ANTENAS, PÁNELES SOLARES, ETC.
REQUERIMIENTOS DE PRUEBAS
• SE REFIEREN A LAS PRUEBAS A LAS QUE DEBE SOMETERSE EL CUBESAT PARA
SER CALIFICADO PARA VUELO POR EL VEHÍCULO DE LANZAMIENTO.
https://static1.squarespace.com/static/5418c831e4b0fa4ecac1ba
cd/t/56e9b62337013b6c063a655a/1458157095454/cds_rev13_fina
l2.pdf

13 CubeSats de
6U volarán en la
misión EM-1 de
NASA en 2020

Diseño y administración de
proyectos espaciales

¿Qué queremos que haga
el nanosatélite?
Concepto de operaciones
(CONOPS)
Declaración
de la misión
2. Diseño y administración de proyectos espaciales

Arquitectura general de una misión

ELEMENTOS DE UN SATÉLITE O NAVE
ESPACIAL

BUS O PLATAFORMA
•
•
•
•
•
•
•

Proceso de desarrollo de un proyecto espacial
Definición
de la
misión
Etapas del
proceso de
implementación
de un
Nanosatélite
Puesta en
marcha
Diseño
de la
misión
Desarrollo y
pruebas
Retiro
Operaciones y
mantenimiento
2. Diseño y administración de de proyectos espaciales

El desarrollo de un proyecto
espacial es un proceso iterativo

Software de
vuelo
Envío de
Telemetría
Recepción
de
comandos
Antena
Mecanismos
de separación
y actuadores
Sensores
Memoria
Arquitectura general de una misión

Proceso de Ingeniería de Sistemas
La ingeniería de sistemas
consiste de un marco de
actividades altamente
relacionadas…
…dirigidas a convertir las
necesidades del cliente
en capacidades reales.

28
Requisitos de diseño
a nivel de sistema
Requisitos de diseño
a nivel de componente
Están completos todos los requistos del diseño
SDR
PDR
CDR
SIR
FRR Sistema
Subsistemas
Elemento
Componente
Fase A-B
Fase C
Fase D-E
El diseño es un proceso de
arriba hacia abajo
La verificación es un proceso de
abajo hacia arriba.

Tres fases principales:
Ciclo de vida de un proyecto espacial
1. Estudio 2.Implementación 3. Operación

30
Patrocinador
del proyecto
Administrador
del proyecto
Vehículo de
Lanzamiento
Carga
útil
Ingeniería
de sistemas Integración Pruebas
Desarrollo
de software
Operaciones
UsuariosProveedores
Aspectos
regulatorios
Difusión
y educación
Asesores/
Mentores

Requisitos
Actividades y
dependencias
Cronograma
Recursos
Personal, materiales, instalaciones
Estructura de
desglose de
trabajo
Programa del
ejercicio del
presupuesto
Linea base
El documento que establece la línea de
base para la realización del proyecto,
firmado por el administrador del
proyecto y su cadena de
administración.
Define: ¿Quién? ¿Qué? ¿Cuando?
¿Cómo? ¿Cuánto cuesta?

32
0.
Actividad
1.
Fase principal 1
1.1
Sección 1
de la fase 1
2.
Fase principal 2
3.
Fase principal 3
1.2
Sección 2
de la fase 1
1.3
Sección 3
de la fase 1

33
Establecimiento
de hitos
principales
Identificación de
cada sistema y
subsistema
Definición de
Actividades
Secuenciación y
dependencias
Duración de
actividades
Asignación de
responsables
Seguimiento y
control

35
5
4
3
2
1
1 2 3 4 5
Probabilidad
Consecuencia
Enfoque
Mitigar
Observar
Aceptar
Investigar
Moderado
Alto
Bajo
P x C
Disminuyó (
Mejora)Incrementa
(Empeora)Sin
cambiosNuevo
Riesgo # Título del
Riesgo
Descripción del Riesgo
 Proyecto_1-9
Disponibilidad del
equipo de trabajo
Falta de personal crítico por rotación
Nivel Probabilidad
5 Certeza cercana
4 Muy posible
3 Posible
2 Baja
probabilidad
1 Poco probable

36
Riesgos
del
Proyecto
Económico/
financiero
Naturales y
del ambiente
Patrocinador
Políticos y
culturales de la
organización
ProveedoresTecnológicos
Disponibilidad
de personal
Políticos
Legales y
regulatorios

COMUNICACIÓN INTERNA Y
DOCUMENTACIÓN DEL PROYECTO
USO DE UN SISTEMA
COLABORATIVO DE
ADMINISTRACIÓN DE
PROYECTOS
MANTENER UN A BITÁCORA
• ACTIVIDADES REALIZADAS
• ACTIVIDADES POR REALIZAR
• HITOS
• RIESGOS PRINCIPALES

•
•
•
•
•
40
La autoridad de decisión
que debe equilibrar las 3
variables del proyecto:
técnica, costo y
cronograma.

42
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Fuente:
Doce Roles de los
Ingenieros de sistemas,
Sarah Sheard

Interacción entre el ingeniero de sistemas y el administrador del
proyecto

45
Liderazgo de todo el equipo
• Definición de roles y comunicación
Definición cuidadosa de requisitos
• Planeación y trabajo en equipo
Buenas practices de ingeniería de sistemas
• Capacitar a todo el equipo desde el principio
Administración del personal
• Conoce tus fuerzas y debilidades

46
• LOS RETOS TÉCNICOS PUEDEN SER ENORMES– PERO UNA
MALA ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO ES CATASTRÓFICA
• ES MUCHO MÁS PROBABLE QUE TU PROYECTO FALLE POR
MALA ADMINISTRACIÓN QUE POR INCOMPETENCIA TÉCNICA

La misión
determina la carga
útil
3. Desarrollo de Carga Útil
Definición de la carga útil.

Órbita.
Entorno espacial
Vehículo de lanzamiento
Interfases a la plataforma
Segmento terrestre
Consideraciones de diseño de la carga útil.
Apuntamiento
Control térmico
Potencia eléctrica
Comunicaciones
Vida de la misión

La carga útil determina el dimensionado y
desarrollo de todos los demás subsistemas.
• Proceso sistemático.
• Cumplir con los objetivo de la
misión.
• Estudios de viabilidad.
• Desarrollar el concepto de
operaciones.
• Determinar la capacidad requerida.
• Identificar cargas útiles existentes.
• Desarrollo de nuevas tecnologías.
• Seleccionar una línea base.
• Evaluar el costo del ciclo de vida y
su operación.
• Documentar e iterar.

Adquisición de
subsistemas CubeSat

El estándar CubeSat facilita la integración de subsistemas de
diferentes fabricantes con relativa facilidad.
Fuente de la imagen: Clyde Space.
4. Adquisición de Subsistemas Cubesat

La adquisición de subsistemas CubeSat (bus)
permite al diseñador de la misión enfocarse
en el desarrollo de la carga útil.

LOS CUBESATS CONSTAN DE VARIOS SUBSISTEMAS DE
HARDWARE Y SOFTWARE. ¿QUÉ TAN ESPECÍFICOS DEBEN
SER CADA UNO DE ELLOS?
Subsistema unicidad Comentarios
Carga útil 1 Cada misión es única
Software 1 Único, depende de la plataforma y la misión
Control térmico 2 Depende principalmente de la carga útil
Potencia (EPS) 2-4 Depende principalmente de la carga útil y las comunicaciones.
Control de orientación
(AD&CS)
2-4 Depende de la órbita y la misión
Comunicaciones 3-4 Existen muchas opciones/depende de la misión
Estructura 3-4
Debe apegarse externamente al estándard CubeSat. La parte
interna puede variar.
Computadora de vuelo 4-5 Existen muchas opciones
Estación terrena 4-5 Es algo estándard
1: único 5: más genérico

La adquisición de subsistemas Cubesat (bus)
permite al diseñador de la misión enfocarse en el desarrollo de la carga útil.
Subsistema ADCS
El dimensionado depende del número de ejes a ser
controlados, la precisión del control y la velocidad de
respuesta. Requisitos de maniobras y perturbaciones.
Subsistema de potencia (energía)
Dimensionado se basa en las necesidades de potencia
de la carga útil, los subsistemas de la plataforma, la
órbita y las dimensiones del CubeSat.
Subsistema de propulsión
Dimensionado de parámetros para el subsistema:
maniobras.
Factores de dimensionamiento

Subsistema de estructura
El dimensionado incluye el tamaño de todos los subsistemas que
requieren ser acomodados, las condiciones ambientales de
operación, órbita, pruebas de vibración, impacto y estructura de
montaje en el vehículo lanzador.
Subsistema térmico
El dimensionado se basa en la cantidad de calor a disipar y las
temperaturas de operación de los diferentes componentes para
operar correctamente.
Subsistema de manejo de datos
El dimensionado se basa en el volumen de datos a manejar, la
velocidad de respuesta y la cantidad de sensores y actuadores que
contenga el CubeSat.
La adquisición de subsistemas CubeSat (bus)
permite al diseñador de la misión enfocarse en el desarrollo de la carga útil.
Factores de dimensionamiento

Existen soluciones comerciales que hacen uso del estándar Cubesat:
Pumpkin Inc. http://www.cubesatkit.com/
Tyvak http://tyvak.com/
Innovative Solutions In Space (ISIS)
http://www.isispace.nl/cms/
GomSpace http://www.gomspace.com/
Clyde Space http://www.clyde-space.com/
Stras Space http://www.stras-space.com/
Space Micro http://www.spacemicro.com/
Sequoia Space http://www.sequoiaspace.com/
Blue Canyon Technologies http://bluecanyontech.com/
Space Flight http://www.spaceflight.com/
TiGA-U Cubesat http://www.cubesatpro.com/index.php

Aerojet http://www.rocket.com/cubesat (propulsion)
Berlin Space Technologies
http://www.berlin-space-tech.com/
AAC Microtec http://www.aacmicrotec.com/
Tethers Unlimited http://www.tethers.com/
Astronautical Development LLC http://www.astrodev.com/public_html2/
Group of Astrodynamics for the Use os Psace Systems (G.A.U.S.S)
http://www.gaussteam.com/
SSBV Aerospace & Technology Group http://www.ssbv.com/
Solar MEMS http://www.solar-mems.com/en/
CU Aerospace http://www.cuaerospace.com/ (propulsion)
SkyFox Labs http://www.skyfoxlabs.com/

GUMUSH Aerospace & Defense http://www.gumush.com.tr/
Planetary Systems Corporation
http://www.planetarysystemscorp.com/
Busek Co http://www.busek.com/ (propulsión)
Nanoavionics
https://nanoavionics.com/about/
VACCO Industries http://www.cubesat-propulsion.com/
(propulsión)
IQ wireless http://www.iq-wireless.com/en/sa-radio-
technology (comunicaciones)
Helical Communication Technologies HCT
http://www.helicomtech.com/
(comunicaciones)

Certificación
Para
Lanzamiento

• Desempeño eléctrico.
• Procedimientos por mando.
• Pruebas de propulsión.
• Verificación de la masa total.
• Verificación de telemetría.
• Pruebas de ensamble.
• Acústica
Las pruebas típicas de un sistema espacial
5. Certificación para Lanzamiento

65
•
•
•
•
•
•
•
Las pruebas típicas de un sistema espacial

• Necesaria para la integración del sistema
(puede requerir prueba de no desgasificación).
• Probable re calibración de la instrumentación
de abordo para altas temperaturas.
Los modelos de prototipo e ingeniería son sometidos
normalmente a condiciones mas severas que las
requeridas.
El modelo final es sometido a una prueba menos
rigurosa.
Pruebas de vacío térmico:
Necesaria para verificar el análisis térmico, las operaciones del sistema
de control térmico, el balance térmico. (ausencia de convección)

• Identifica las fallas de los
componentes debido a la
expansión/contracción y
define los gradientes térmicos
que tendrá el satélite en orbita.
• Típicamente de 3 a 6 ciclos.
• Normalmente forma parte de la
prueba de vacío térmico.
• La razón de cambio de
temperatura típica va de de 1ºC
a 10ºC por minuto.
Pruebas de Ciclado térmico:

Pruebas de Ciclado térmico:

Pruebas de vibración e impacto:
• Se busca recrear las
vibraciones que produce el
lanzador y los efectos que
tendrá en el sistema.
• La vibración puede ser
longitudinal ó transversal.
• Las pruebas de impacto
recrean el choque generado
por las etapas del lanzador.
• Puede someterse a
vibraciones aleatorias
(comprobación de armónicos
constructivos).

• Comparación desempeño real vs
desempeño esperado (referencias).
• Revisión del cableado.
• Revisión de voltajes máximos y mínimos
aceptables.
• Ciclos de carga/descarga de la batería.
• Revisión de voltajes antes, durante y
después de las pruebas térmicas y de
vibración.
• Prueba de todos los modos de
operación.
Pruebas de desempeño eléctrico:

• Se presenta
principalmente en los
sistemas con múltiples
enlaces en diferentes
bandas de frecuencia.
• Verificación del sistema
eléctrico necesaria.
• Prueba de blindaje
electromagnético.
• Calibración de sensores y
antenas.
Pruebas de Interferencia electromagnética y radiofrecuencia:

• Peso (de 1 a 2 decimales
en kilogramos.
• Centro de masa.
• Momentos de inercia.
(plegado y desplegado).
• Balance dinámico.
(balance de rotación).
• Balance estático
Masa y propiedades:

• Despliegues
• Todos los mecanismos de despliegue deben ser
probados una vez antes y después de las
pruebas térmicas y de vibración, procurando
representar lo mejor posible el estado de micro-
gravedad.
• Alineaciones.
• Medición de ángulos (antes y después de las
pruebas térmicas y de vibración) de los ejes del
sistema de control de actitud.
• Regularmente realizado mediante instrumentos
ópticos.
• 1º primera aproximación, .1º segunda
aproximación, .01º tercera aproximación
Pruebas mecánicas:

• Cargas secundarias,
• Difícil encontrar lanzamientos óptimos
• Las cargas grandes son más
redituables.
• Todavía no hay servicios de
lanzamiento especializados en
nanosatélites
6. Opciones de lanzamiento

Los lanzamientos de nanosatélites CubeSat
se realizan como carga secundarias:
2 Existen algunos esfuerzos
por la operación de
vehículos de lanzamiento
dedicados a satélites
pequeños.
1. Viajan como pasajeros
secundarios en misiones de
satélites de dimensiones
mayores.
Lanzamiento a órbitas terrestres bajas (LEO).

La ventaja de utilizar un estándar es que el lanzamiento se vuelve más
confiable tanto para los vehículos lanzadores como para los
desarrolladores de CubeSats.
El sistema P-POD puede lanzar Cubesats de 1 a 6 unidades.

• ULA Atlas V.
• SpaceX Falcon 9.
• Orbital Sciences Antares.
• Athena
• ISC Kosmotras (Rusia).
• ESA Vega.
• PSLV de ISRO.
Además de los lanzamientos
directamente de vehículos
cohete se tiene la opción de
lanzamiento desde la ISS.
Entre los principales lanzadores comerciales de satélites Cubesat se encuentran:

Fuente:D.E.Koelle,R.Janovsky,Developmentand
transportationcostofspacelaunchsystems.
Lanzamiento a órbitas terrestres bajas (LEO). Costos

Diferentes vehículos comerciales presentan costos diversos por kg de masa a LEO.
El costo dependerá de
las opciones de
lanzamiento disponibles
(ventana de
lanzamiento), así como
de la misión del Cubesat.
Lanzamiento a órbitas terrestres bajas (LEO). Costos

Operaciones y la estación terrena

Toda infraestructura espacial se
compone de dos segmentos
principales:
• Segmento espacial.
 Naves espaciales.
 Vehículo de lanzamiento.
• Segmento terrestre.
 Centros de control y
operaciones.
 Estaciones terrenas
(segmento terreno y
usuarios).
Imagen: Larson & Wertz, 2004.
Infraestructura Espacial
7. Operaciones y la estación terrena

Segmento
terrestre típico de
misiones CubeSat
GUI
Software
de control
Procesamiento
de señales Radio
Hardware de
la antena
(motores)
El segmento terrestre para nanosatélites difiere de la composición clásica para
misiones de grandes proporciones:

Las estaciones convencionales para
satélites pequeños utilizan COTS para
su fabricación, ya sean fijas o móviles,
con cableado estándar (coaxial).
El sistema TT&C (Tracking Telemetry
and Command) tanto para la
plataforma como para la carga útil se
maneja en una sola computadora.
Segmento terrestre tradicional vs segmento terrestre de CubeSats.

En el mercado existen estaciones terrenas como soluciones
llave en mano para CubeSats. Los precios pueden variar
entre $10 000 y $100 000 USD.
Nombre de la
tecnología
Descripción Desarrollador Grado de
madurez
ISIS Small
Satellite
Ground
Station
Sistema
terrestre para
microsatélites
y cubesats
(VHF, UHF y
banda S).
Innovative
Solutions In
Space ( Países
bajos)
Se ha utilizado
de manera
exitosa en al
menos una
misión (Delfi-
C3 nanosat
mission en
2008).
Estado del arte de sistemas terrestres para CubeSats

Nombre de la
tecnología
Descripción Desarrollador Grado de
madurez
Open System of
Agile Ground
Systems (OSAGS).
Red de bajo costo
compuesta por
tres estaciones
terrestres
ecuatoriales.
Espace Inc. (USA). Empleada con
éxito en 2002 para
la misión HETE-2
del MIT.
Satellite Tracking
and Control
Station (STAC)
Sistema para
microsatélites y
CubeSats (VHF,
UHF, Banda L y
opciones de
2.4GHz).
Clyde Space
(Escocia).
Instalado en el
techo de la
universidad de
Strathclyde, en
Glasgow, Escocia.
Operacional por 2
años.
Estado del arte de sistemas terrestres para CubeSats.
En el mercado existen estaciones terrenas como soluciones
llave en mano para CubeSats. Los precios pueden variar
entre $10 000 y $100 000 USD.

• Los satélites pequeños deben adherirse a las mismas
regulaciones del espectro de radio para satélites
grandes.
• Es responsabilidad de los desarrolladores de CubeSats
el seguir las regulaciones.
• Uso tradicional de bandas de frecuencia de radio
amateur (VHF, UHF).
• La transición a misiones mas complejas en satélites
pequeños hace necesario el uso de comunicaciones con
mayores tasas de transferencia.
• Conforme las misiones CubeSat se mueven a bandas de
mayor tasa de transmisión se producen cambios en los
requisitos de las estaciones terrenas.
Estado del arte de sistemas terrestres para cubesats.

Otra posibilidad se refiere a la comunicación
con satélites especializados en redes
telefónicas (Orbcomm, GlobalStar, Iridium)
para optimizar la transmisión de información
de la misión.
 La misión AztechSat1
desarrollada por la UPAEP con
la asesoría de la AEM y la
NASA pretende probar la
comunicación con la
constelación GlobalStar.

• Desarrollo de la estación
terrestre
• Operaciones de pre
lanzamiento.
• Operaciones durante el
lanzamiento y los primeros
días de operación.
Operaciones

Es importante considerar:
• Planificación y calendarización de la
misión.
 Planificación de eventos.
 Calendarización de maniobras.
• Operaciones de control en tiempo
real.
 Monitorización de telemetría.
 Envío de comandos.
 Almacenamiento de datos de la
misión (plataforma y carga útil).
Operaciones

•
•
•
•
•
•
95
Operaciones

• La posición del satélite debe ser:
conocida, en especial si no
incorporan sistemas de
maniobras (propulsión).
• La confiabilidad de las
mediciones depende del número
de observaciones que se puedan
realizar de éste desde tierra.
• Con una mayor cobertura de una
o varias estaciones en tierra.
Determinación
de órbita con dos
ó más de una
estación
terrestre.
Observabilidad

Los satélites CubeSat poseen poca capacidad de
maniobra:
• Poca masa inicial disponible como
propelente.
• Se requieren ∆V grandes para generar
cambios significativos en órbita baja. Si 90%
de la masas de un satélite fuese propelente,
se obtendría un ∆V ~1k/m.
• Uso limitado de fuerzas del ambiente para
control de maniobras (limitado).
• Límite para el control de órbita y visibilidad
(tiempo de vida de la misión).
Maniobrabilidad

Las futuras estaciones terrestres deberán:
• Considerar el balance entre la calidad de la
información que se envía, el tamaño y el costo.
• Búsqueda de opciones de comunicaciones “no
amateur” y uso de enlaces con otros satélites.
• Redes de estaciones terrenas de radio amateur.
Proyecto GENSO (The Global Education Network
for Satellite Operations) de ESA. => prueba del
concepto de redes de estaciones terrenas.
• Formaciones y/o constelaciones de satélites
pequeños requerirán mayores capacidades del
segmento terrestre.

Regulaciones, licencias,
certificaciones, costos

La operación de los satélites se rige tanto por
leyes internacionales como nacionales que
regulan, entre otras cosas:
Frecuencias de operación
Órbitas.
La nación a la que pertenece el satélite es
responsable de los daños a terceros que éste
pueda ocasionar.
8. Regulaciones, licencias, certificaciones y costos.

Actualmente, los procedimientos para
el registro de redes satelitales no
distinguen entre el tamaño y peso de
los satélites.
Sin embargo, dependiendo del tipo
de órbita (geoestacionario o no
geoestacionario) y del tipo de bandas
de frecuencias que ocupen, pueden
estar sujetas o no a coordinación
entre países.
Recurso orbital
La combinación de la
órbita y la frecuencia de
operación de un satélite se
denomina
Recurso Orbital.

Asignación
separación de
las
frecuencias de
las estaciones
para los
diferentes
servicios
Limitación de potencia
PFD (densidad de flujo
de potencia) para
proteger a los servicios
terrestres
EIRP para proteger a
los servicios espaciales
EPFD para proteger a
los GSO de los no GSO
Coordinación
entre
administraciones para
asegurar operación
libre de interferencia
Monitoreo
internacional
Registro
En el Master International
Frequency Register(MIFR)
Reconocimiento internacional
Objetivo: control de la interferencia

En el caso de México, las
instancias reguladoras para la
obtención del recurso orbital son:
• Secretaría de Comunicaciones
y Transportes (SCT).
• Instituto Federal de
Telecomunicaciones (IFT).
La instancia de regulación
internacional es la
ITU (Unión Internacional de
Telecomunicaciones).
Instancias reguladoras: nacionales e internacionales

El procedimiento para la construcción y operación de un
Cubesat debe iniciar a la par del procedimiento de uso de
frecuencias en México y el extranjero.
• El trámite de uso de frecuencias lo inicia el desarrollador
del nanosatélite en México ante el IFT, quien
posteriormente pasa la solicitud ante la SCT.
• La SCT es la dependencia del gobierno mexicano que
realiza las peticiones y uso de frecuencias ante la ITU. Por
eso el trámite debe realizarse a través de la SCT pero
iniciando en el IFT.
• La SCT realiza la coordinación de frecuencias ante la UIT
en el Registro Internacional de Frecuencias (MIFR).
Instancias reguladoras nacionales.

Reglamentos y leyes:
Ley Federal de Telecomunicaciones y Radiodifusión:
http://www.sct.gob.mx/comunicaciones/ley-federal-de-
telecomunicaciones-y-radiodifusion/
Otorgamiento de concesiones de parte del IFT:
http://www.ift.org.mx/industria/lineamientos-generales-para-
el-otorgamiento-de-las-concesiones-que-se-refiere-el-titulo-
cuarto-de-la
Instancias reguladoras nacionales.

• La frecuencia depende del tipo de servicio que dará el satélite
• Los satélites tipo CubeSat utilizan recurrentemente las bandas de
radioaficionados:
A. Bandas de frecuencia en VHF:
I. De 153.0125 Megahertz (MHz) a 153.2375 MHz.
II. De 159.0125 MHz a 159.2000 MHz.
III. De 163.0125 MHz a 163.2375 MHz.
B. Bandas de frecuencia en UHF:
I. De 450.2625 MHz a 450.4875 MHz.
II. De 455.2625 MHz a 455.4875 MHz.
III. De 463.7625 MHz a 463.9875 MHz.
IV. De 468.7625 MHz a 468.9875 MHz.
• Si se emplea la banda de radioaficionados se requiere coordinarse con la IARU y tener
licencia de radioaficionado para operar la estación terrena
¿Qué frecuencias se utilizan?

De acuerdo con la LFTR, existen diversos tipos de concesiones:
• Comercial
• Pública,
• Privada
• Social.
Las redes satelitales para el servicio de radioaficionados, requieren de
concesión para uso privado.
Dicha concesión no otorga el derecho para explotar servicios comerciales.
Nota: El artículo 76, fr. III, inciso b, LFTR, identifica específicamente los
servicios de experimentación, radioafición, etc.
Instancias reguladoras: ¿Qué tipo de concesión requiere?

La UIT regula todas las actividades de telecomunicaciones a nivel
internacional.
Se requiere de:
• Reglamento de radiocomunicaciones.
• Reglas de procedimiento.
• Software:
http://www.itu.int/en/ITU-R/software/Pages/space-network-
software.aspx
Instancias reguladoras internacionales

Costo Solicitud de Coordinación 5,560 –
33,467 CHF. Dependiendo del número de
Unidades
Costo Notificación e Inscripción MIFR 7,030 CHF
Excepción: Servicio de radioaficionados
(Acuerdo 482 del Consejo de la UIT)
Costo del registro de API 520 CHF
Excepción: Servicio de radioaficionados
(Acuerdo 482 del Consejo de la UIT)
NOTA: CHF: franco suizo (~18.2 pesos
mexicanos).
Costos

La ITU no cobra para las bandas de frecuencia de
radioaficionados.

Retos Futuros y
Oportunidades.

Tendencia hacia mayor miniaturización y mayores
niveles de integración. Las misiones fraccionadas
prometen también un campo de investigación.
Lo que sigue…

• Capacidades para desorbitar los
satélites.
• Despliegue de superficies y sistemas
de desorbitación/maniobra.
• Utilización de arreglos de antenas en
fase y sistemas codificadores para
transmitir más información por bit.
• Antenas desplegables que permitan
comunicaciones con mejores tasas
de transmisión y ganancia.
Retos en el área de pequeños satélites (desarrollos)

• Constelaciones de satélites
pequeños.
• Vuelos en formación
.
• Acoplamiento con otras naves
y Cubesats.
9. Retos, futuros y oportunidades

OTROS RETOS
• INTEGRACIÓN CON OTRAS TECNOLOGÍAS
• DRONES
• AI
• IOT
• COMPUTACIÓN EN LA NUBE
• BIG DATA

OTROS RETOS: FINANCIAMIENTO
121

LOS 10 MANDAMIENTOS DEL
DESARROLLO DE MISIONES DE
NANOSATÉLITES (1/2)
1. DEFINE EL ALCANCE, LOS OBJETIVOS Y LOS CRITERIOS DE ÉXITO
DESDE EL COMIENZO DEL PROYECTO.
2. HAZTE CARGO DE LOS ASPECTOS REGULATORIOS Y DE
LANZAMIENTO DESDE EL PRINCIPIO
3. ASIGNA SUFICIENTE TIEMPO PARA LA INTEGRACIÓN, VERIFICACIÓN
Y PRUEBAS, PREFERIBLEMENTE, DE UN TERCIO A LA MITAD DEL
PROGRAMA GENERAL.
4. AUMENTA LA POSIBILIDAD DE ÉXITO DE LA MISIÓN BASADO EN LA
ADMINISTRACIÓN DE RIESGOS
5. DISEÑA POR SIMPLICIDAD Y ROBUSTEZ

LOS 10 MANDAMIENTOS DEL DESARROLLO
DE MISIONES DE NANOSATÉLITES (2/2)
6. INCLUYE PERSONAL EXPERIMENTADO EN EL EQUIPO.
7. PLANEA PARA ENFRENTAR LA ROTACIÓN DE
PERSONAL
8. MANTÉN UN STOCK DE COMPONENTES DE REPUESTO
PARA PERMITIR EL DESARROLLO PARALELO Y PRUEBAS
MÁS RIGUROSAS.
9. REALIZA AL MENOS CUATRO PRUEBAS DE
ASEGURAMIENTO DE LA MISIÓN: PRUEBA DEL DÍA EN
LA VIDA, PRUEBAS DE ENLACE DE COMUNICACIÓN,
PRUEBAS DEL SISTEMA DE POTENCIA Y PRUEBAS
TÉRMICAS.
10. VE LAS HOJAS DE DATOS CON ESCEPTICISMO.

Los nanosatélites:
• Son alternativa viable de acceso al espacio
para desarrolladores de cualquier país
• Abrirán nuevos mercados de aplicaciones
basadas en el espacio.
• Están revoluciondo las aplicaciones
espaciales.
Finalmente

¡Muchas gracias!
@karlozduarte
duarte.carlos@aem.gob.mx
www.aem.gob.mx
www.educacionespacial.aem.gob.mx
www.aem.gob.mx/revistadigital

[1] Small Spacecraft Technology, State of the Art, AMES Research Center, NASA
2014 .
[2] Ram S. Jakhu, Joseph N. Pelton, Small Satellite and their Regulation,
Springer.2014.
[3] The Consultative Committee for Space Data Systems,
http://public.ccsds.org/default.aspx.
[4] Löfgren, H. et al.: TechEdSat: a minimal and robust 1U CubeSat architecture
using plug-and-play avionics. 9th IAA Symposium on Small Satellites for Earth
Observation. Berlin, Germany, 2013.
[5] Satellite Mission Operation best Practices, Ray Harvy, johns Hopkins Applied
Physics Laboratory, 2013.
[6] M. Rycroft, N. Crosby, Small Satellites: Bigger Business?, Springer 2002.
[7] Cubesat Design Specification, California Polytechnic State University.
[8] ITU, The International Telecommunications Union:
http://www.itu.int/es/ITU-R/pages/default.aspx Consultado al 1 de abril de
2016.
[9] D.E. Koelle, R. Janovsky, Development and transportation cost of space
launch systems, DGLR/CEAS European Air and Space Conference 2007.
[10] Taller de regulación de satélites pequeños, CICESE, 14 octubre 2015.

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