Revista de Telecomunicaciones de Alcatel - 4º Trimestre <strong>1<strong>99</strong>9</strong>El sistema de regulación termal que haceun uso máximo de los componentespasivos y activos para alcanzar el mejorrendimiento posible <strong>del</strong> equipo crítico.El diseño estructural requiere satisfacerdos requisitos principales:• resistencia mecánica sin fallos durantelas tensiones <strong>del</strong> lanzamiento (elruido generado por el vehículo lanzadores equivalente al de 1.000 avionesdespegando);• alta estabilidad termoelástica, ya que latemperatura exterior puede variar desde+120°C al sol a -180°C a la sombra.Gran envergaduraUn panel solar con dos alas captura lapotencia solar. El Spacebus utiliza el productoSolarbus, el cual es capaz de cumplirlos requisitos de potencia que van de7 a más de 20 kW. Una vez instalado, elensamblaje completo es de 35 m de ancho(ver Figura 4).El Solarbus está formado por:• Paneles desplegables, ultraligeros ycon construcción emparedado de almaalveolar de carbono cubiertos por célulassolares hechas de silicona de altaeficiencia u, opcionalmente, de arseniurode galio.• Un sistema de instalación motorizado(redundante) con los paneles instaladosprimero en una línea central y despuéslateralmente.Aviónica probadaEl suministro de potencia eléctrica <strong>del</strong>Spacebus, el cual tiene uno o dosbuses, realiza una conversión de altaeficiencia de la energía de las célulassolares para producir un voltaje reguladoconstante.Figura 4 – Gran generador solar.Durante las fases de eclipse, la energíasolar se sustituye por la potenciaobtenida de pilas recargables de grancapacidad basadas en células iónicasde Litio o de Níquel-Hidrógeno.La función de comando y control,esencial para los operadores terrestres,da un nivel muy alto de autonomía y segu r i d a d .Las señales de telemetría y telecomandose pueden transmitir en la bandaC o en la banda Ku.Las funciones de gestión a bordo utilizandos sistemas redundantes formadospor ordenadores, un bus de interconexión y adaptadores. Las unidades deordenador utilizan aplicaciones lógicasmodulares; las adaptaciones específicasde la misión se limitan a los módulosde carga útil.La estabilización constante en tresejes en cada fase de la misión reduce lasnecesidades de equipo a bordo y aseguraun rendimiento excelente <strong>del</strong> direccionamiento<strong>del</strong> cuerpo <strong>del</strong> satélite. Elsistema de control de posición es totalmenteredundante y está formado por:• Un conjunto de instrumentos de medidade posición con visores y giroscopiosterrestres y solares que suministranconstantemente información decontrol.• Un sistema de cuatro ruedas cinéticasque suministra los pares de tensión ymomentos estabilizadores.• Un ordenador de gran autonomía y congran capacidad de reconfiguración trabajandobajo el control <strong>del</strong> ordenadorde gestión a bordo.Competitividad controladaLa evolución <strong>del</strong> mercado y la búsquedaconstante de más ganancias para elcliente demanda una política de mejoraconstante para la “línea de producto”.Con este objetivo, Alcatel ha arrancado:• En 1<strong>99</strong>6, el desarrollo de una Power-Conditioning Unit (PCU) capaz de cubrirtoda la gama de potencia que vadesde 7,5 hasta 20 kW, utilizando módulosbásicos de 1,75 kW, que funcionana 100 V para una mejor eficiencia.• En 1<strong>99</strong>7, el desarrollo de una aviónicafuertemente integrada basada en adaptadoresde bus VLSI con un método de“diseño a coste”. Esto reduce al menosa la mitad el número de módulos utilizadosanteriormente, así como el númerode enlaces punto-a-punto en elcableado <strong>del</strong> satélite.• En <strong>1<strong>99</strong>9</strong>, un ambicioso y competitivoprograma destinado a reducir considerablementelos costes de producción ylos tiempos de entrega para que nuestrosclientes se puedan mantener a lacabeza <strong>del</strong> mercado. Este programa,que hace un gran uso <strong>del</strong> “rediseño acoste” para todos los componentes <strong>del</strong>satélite al tiempo que se mantiene omejora el rendimiento de cada unidad,está reconsiderando todo el proceso defabricación, incluyendo tanto las actividadesexternas como las internas.■ ProteusLa plataforma Proteus es el primer mini-satéliteeuropeo, con un peso de alrededor500 kg. Está diseñada para reducirel coste de la misión al tiempo quemantiene un alto estándar de rendimientoy calidad. Este producto multimisiónse caracteriza por una ampliavariedad de misiones de vuelo, una considerablecapacidad de transportar cargaútil e interfaces más simples parauna fácil adaptación a cada misión.Esto responde a las demandas de losdiferentes tipos de usuarios que quierenver sus aplicaciones científicas u operacionalesfácil y rápidamente instaladas.Dominio <strong>del</strong> vueloLa plataforma Proteus es compatible contodas las lanzaderas de la clase 500 kg. yofrece un bajo coste de lanzamiento.Puede funcionar en todas las órbitas entre500 y 2.000 km. y con todos los ángu-282
SPACEBUS, PROTEUSlos de inclinación. Asegura todos los métodosde direccionamiento (terrestre, deinercia o solar) con un rendimiento dedireccionamiento mejor que 0,05° paraadecuarse a las misiones más demandadas(observación). Su tiempo de vidaorbital es de cinco años.Capacidad de transporteEn su configuración de vuelo, Proteuspuede soportar cargas útiles con las siguientescaracterísticas máximas: 300kg. de masa y consumo de potencia mediade 300 W con un pico posible de 800W por 20 minutos en cada órbita.Arquitectura robusta yfunciones concentradasLa capacidad multimisión y la facultadpara adaptarse a una amplia gama decargas útiles y a diferentes lanzaderas hallevado al desarrollo de una arquitecturabasada en dos elecciones principales(ver Figura 5):• Un armazón mecánico muy robustoque usa tecnologías elegidas por su facilidadde producción (series Globalstar)y que permite que el equipo sea fácilmenteensamblado y desensamblado.• Aviónica que combina la mayoría <strong>del</strong>as funciones de comando, control, autonomía,direccionamiento y distribuciónde potencia en una unidad centralcomún, conocida como Data HandlingUnit (DHU).Estas dos elecciones no son contradictoriascon la necesidad de un diseño modernopara los intereses de una rápidacapacidad de adaptación. Las interfacesmecánicas con la lanzadera, en la partebaja, y con la carga útil, en la parte alta,se simplifican mucho con el uso de tornillosespeciales. Un bus digital común facilitala comunicación entre la DHU y lasdiferentes unidades periféricas, incluidala carga útil.La lógica a bordo, que controla el ciclode trabajo <strong>del</strong> satélite en sus diferentesmodos y supervisa su buen funcionamiento,está diseñada para soportar lasfunciones de gestión de la carga útil. Seutiliza en conjunto con una base de datosFigura 5 – Vista de la plataforma Proteus.“sistema” que aísla y minimiza el númerode parámetros que se necesitan modificarpara adaptar los modos de funcionamientoa la misión.Las principales especificaciones técnicasson las siguientes:• Un cuerpo cúbico de 1 m de lado concaras laterales que llevan equipoelectrónico y la base que contiene elsistema de propulsión Hydrazine (untanque de 40 litros y hasta cuatromotores que suministran un Newtonde propulsión).• Un sistema de control de posición detres ejes con sensores de estrellas ysensores solares, giroscopios y magnetómetrospara supervisar la posición;utiliza ruedas cinéticas y acopladoresmagnéticos para generar los pares detorsión de estabilización. Los receptoresde navegación GPS (Global PositioningSystem) permiten al ordenadorregistrar el tiempo universal y recibirdatos relativos a la posición y velocidad<strong>del</strong> satélite. Así, el satélite mantienesu órbita, con la ayuda <strong>del</strong> sistemade propulsión, y regula el ciclo detrabajo durante largos periodos cuandoestá fuera <strong>del</strong> alcance de estacionesterrestres.• Un panel solar, formado por dos alas,cada una con cuatro paneles, suministrauna potencia de más de 500 W.• La energía eléctrica se libera en unabarra de alimentación no regulada(23/36 V) soportada por una batería deNiCd de gran capacidad (40 Ah).• Las transmisiones con la estación terrestrede control utiliza modulaciónQPSK (Quadrature Phase Shift Keying)en la banda S, dando una velocidad dedatos ascendente de 800 kbit/s. Unagran capacidad de memoria significaque la plataforma supervisa los datos aalmacenar a bordo, junto con los datosde la carga útil, hasta que se puedanenviar a tierra.S e rvicios ofrecidos por lac a rga útilLos siguientes servicios estándar estándisponibles en la carga útil para facilitarsu desarrollo y su adaptación a la misión:• un bus de alimentación no regulada, 16líneas de potencia, 16 líneas de control;• regulación termal controlada por la lógicade la plataforma;• un bus de comunicación <strong>del</strong> tipo 1553;• 2 Gbits de almacenamiento de masadisponible;• provisión <strong>del</strong> tiempo de referencia conuna precisión de 5 µs.Una oferta “a la carta”Alcatel puede suministrar a los clientes yusuarios una lista de suministros y servicios,los cuales se pueden adquirir porseparado o en conjunto:283