Científicos del CIDTE diseñan estación terrena en Zacatecas
Por Érika Rodríguez
Zacatecas, Zacatecas. 2 de agosto de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Centro de Investigación y Desarrollo en Telecomunicaciones Espaciales (CIDTE), de Zacatecas, un equipo de científicos diseña una estación terrena basada en radio definida por software, con un sistema de control de rastreo satelital.
El responsable técnico del proyecto es el doctor Juvenal Villanueva Maldonado, egresado de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y actual académico de Cátedras del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) comisionado al CIDTE, quien trabaja en coordinación con el doctor Viktor Iván Rodríguez Abdalá, egresado del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE).
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Juvenal Villanueva expresó que este proyecto pretende satisfacer las estrategias del Plan Nacional de Desarrollo (PND), dentro del Programa Nacional de Actividades Espaciales (PNAE).
Juvenal Villanueva Maldonado.Enfatizó que la relevancia de este proyecto es que todos los diseños y construcción serán desarrollados por la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ) y el CIDTE; además de que la estación terrena y el centro de mando que se tendrán dentro del laboratorio serán replicados en una versión portátil. También se implementará una plataforma, en la cual los usuarios tendrán acceso al centro de mando y a las señales capturadas por la estación terrena vía Internet, desde cualquier parte del mundo.
“Como la investigación del CIDTE está basada en las telecomunicaciones espaciales, es necesario que cuente con su propia estación terrena. Es un proyecto multidisciplinario, ya que los doctores colaboradores tienen especialidades distintas y además dentro de la UAZ contamos con el apoyo de investigadores y estudiantes de diversas disciplinas. Por ello vimos la factibilidad para desarrollar nuestra propia estación terrena”, expresó.
Juvenal Villanueva Maldonado reveló que para la implementación de la estación terrena convergen doctores en el área mecánica, eléctrica, de control y de radio definida por software, equipo conformado también por el doctor Jorge Simón Rodríguez, encargado del diseño de antenas, y el doctor Raúl Chávez, a cargo del diseño y estructura mecánica de las antenas.
“Este diseño abarcará la estructura mecánica con dos grados de libertad para el rastreo de satélites, en donde se concentrará un sistema que contará con un arreglo de antenas, planteado para recibir señales en las diferentes bandas de frecuencia de tipo UHF, VHF y banda L".
Mencionó que para desarrollar este proyecto se dividió en tres módulos: mecánico, de software y de control. Los tres módulos serán trabajados paralelamente en la estación terrena fija. La estación portátil será una copia de la estación fija”, detalló.
Una vez desarrollado todo el sistema será sencillo llevarlo a escala, con la instalación del software en una computadora portátil. Hoy en día ya se cuenta con el diseño total de las antenas.
“En Zacatecas no hay estaciones terrenas. Esta sería la primera creada en el estado y tiene la propiedad de ser multibanda, ya que las estaciones terrenas que se encuentran en el mercado tienen una sola banda, además de ser muy caras”, agregó.
Herramienta de colaboración internacional
El doctor Viktor Rodríguez Abdalá refirió el interés por parte los científicos del CIDTE en desarrollar una plataforma o infraestructura con Internet para propiciar el ambiente de colaboración con otras instituciones e investigadores a nivel nacional e internacional.
Dr. Víktor Rodríguez.“Nuestra intención es que aunque la estación terrena se localice en Zacatecas, cuente con la capacidad de compartir por Internet con otros investigadores el acceso al control del centro de mando y a las señales capturadas por esta. Que investigadores desde cualquier punto del mundo puedan dar seguimiento a los satélites de manera remota, sin necesidad de estar presencialmente en el laboratorio y que desde el CIDTE les podamos enviar las señales capturadas de acuerdo con los satélites que ellos deseen dar seguimiento”.
Especificó que cualquier investigador de manera remota podrá tener acceso al control de las antenas, al rastreo satelital y a las señales descargadas. Esto le permitirá rastrear los satélites que él decida y manipular la información, por medio de una dinámica muy similar a la de los observatorios astronómicos modernos.
“Hoy en día, los observatorios astronómicos cuentan con una cámara integrada en el telescopio y comparten a través de Internet las imágenes captadas. Así, un investigador puede desde Europa tener acceso al cielo nocturno que se observa en América en ese momento, mientras el astrónomo trabaja en su horario habitual. Más o menos así sería la dinámica. Hasta el momento, no hemos escuchado de una estación terrena que cuente con esta característica”.
El doctor en ciencias en electrónica y telecomunicaciones especificó que otro uso para esta herramienta es en el caso del lanzamiento de un satélite, cuando este pase por Zacatecas, los científicos que lo lanzaron puedan acceder a él y descargar la información solicitada. Manifestó que para este desarrollo cuenta con el apoyo de dos tesistas de licenciatura, uno de ingeniería en software y otro de comunicaciones y electrónica, de la UAZ.
“Los estudiantes ya obtuvieron los primeros avances. Hemos analizado las diferentes plataformas para hacer los cálculos de las trayectorias. También estudiamos cómo capturar y enviar la información. Tenemos mucho por hacer, pero las bases del proyecto ya las tenemos”.
Módulos mecánico y de control
Por su parte, Juvenal Villanueva reveló que la intención de la parte mecánica del soporte de las antenas es facilitar el movimiento para seguir la trayectoria del satélite que el usuario haya solicitado a la estación. Al manejar tres bandas distintas se necesitan dos tipos de antenas, por lo que el diseño del soporte mecánico se hará para ambas.
El doctor Villanueva Maldonado manifestó que el módulo del sistema de control se divide en dos etapas. La primera consiste en obtener el modelo matemático del sistema de soporte mecánico de dos grados de libertad, así como el desarrollo del algoritmo de control que direccionará las antenas para que estas sigan la trayectoria de los satélites; y la segunda, en la estimación de las trayectorias de los satélites.
“El sistema de control será de lazo cerrado. Se desarrollará la interfaz que estime las trayectorias del satélite con el que se tiene intención de conectar. Dicha interfaz identificará los datos de ubicación, con el algoritmo de control se indicará al sistema mecánico de dos grados de libertad el movimiento para posicionar las antenas en la dirección correcta (al satélite) que, con ayuda de sensores (como señal de retroalimentación), podrán seguir la trayectoria del satélite, recibir la señal de radiofrecuencia y con ello mantener una conexión continua entre la estación terrena y el satélite”.
Módulo de radio definida por software
El doctor Viktor Rodríguez, encargado del módulo de software, aseveró que este se divide en dos partes. La primera de ellas es el cálculo o estimación de trayectorias, en donde se diseñará un mapa que despliegue la lista y ubicación de los satélites en marcha.
“En el mapa proyectaremos una lista de los satélites detectados, de acuerdo con nuestra posición geográfica, en este caso con Zacatecas. Digamos que si aparece una lista de diez satélites, cuando el usuario seleccione uno, el mapa le indicará en qué momento aparecerá el satélite, con fecha y hora exacta, así como los puntos de ubicación y tiempo de recorrido durante su trayectoria. En eso consiste la estimación”, describió.
Rodríguez Abdalá especificó que la segunda parte del módulo de control consta en la detección de la señal de la portadora del satélite, la cual sirve para corroborar la detección del satélite rastreado en el momento.
Explicó que el funcionamiento de la detección de la portadora consta en buscar la frecuencia transmitida por parte de los satélites para que el usuario detecte la información transmitida en alguna de las tres bandas, llamadas UHF, VHF y L, para las cuales las antenas están sintonizadas.
“Para hacer la detección de la portadora utilizaremos la plataforma de software radio, ya que es reconfigurable. Esto facilita el desplazamiento entre las diferentes frecuencias, sin necesidad de buscar un equipo especializado para cada una de ellas”.
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Doctor Juvenal Villanueva Maldonado |
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