Diseño del Subsistema de Potencia del satélite Ulises 2

Abstract

Resumen

El presente trabajo muestra el proceso de diseño del Subsistema de Potencia de la misión satelital Ulises 2. Se inicia con el análisis de la misión del satélite y sus requerimientos de operación, se continua con la realización de la retro ingeniería de la plataforma satelital TubeSat, utilizada en una misión satelital previa denominada Ulises 1 que tiene condiciones de operación similares a Ulises 2 pero con objetivos más limitados. Mediante la retro ingeniería se analiza la metodología y el estado del arte en el diseño de la plataforma TubeSat y en especial se profundiza en el estudio del diseño de su Subsistema de Potencia y su interacción con todos los demás subsistemas del satélite, el resultado de este análisis se utiliza como punto de partida para el diseño del Subsistema de Potencia de Ulises 2.

Después del análisis de la misión Ulises 2 y de la plataforma Tubesat, se prosigue con la determinación de los requerimientos de diseño del Subsistema de Potencia para la Misión Ulises 2, en base a la demanda energética de la carga útil, a las condiciones del medio ambiente espacial en la órbita y a la estimación de los posibles modos de operación del satélite, teniendo como limitante el requerimiento de utilizar las dimensiones de la estructura mecánica de la plataforma TubeSat; donde el área efectiva de los paneles y su eficiencia son condiciones fundamentales para determinar los modos de operación de la plataforma. Ya con todos los requerimientos definidos se realiza la selección de la topología del Subsistema de Potencia y el diseño de sus módulos, el criterio de selección y diseño se rige por la búsqueda de alta eficiencia en los procesos de captación, almacenamiento y regulación de energía mediante el uso de un sistema de control de búsqueda de máxima potencia (MPPT) para extraer la máxima eficiencia de los paneles solares, así como control difuso como herramienta en la carga de las baterías del subsistema. La filosofía de diseño utilizada además de proveer la capacidad de ejecutar los modos de operación del satélite, también garantiza la conservación del nivel de energía mínima para que el satélite pueda continuar trabajando en su órbita.

Al final se presenta el proceso de implementación del diseño, la descripción y resultados de las pruebas realizadas que permiten evaluar el desempeño del Subsistema de Potencia presentado en este trabajo de Tesis.