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Sustainable Design of a NanoSatellite Structure TypeCubeSat as a Modular Platform for Tests

Diseño sostenible de una estructura de nanosatélite tipo CubeSat como plataforma modular para pruebas;
Design sustentável de uma estrutura de nanossatélites do tipo CubeSat como plataforma de teste modular

dc.creatorRodriguez Pirateque, German Wedge
dc.creatorArzola de la Peña, Nelson
dc.creatorCortes Garcia, Ernesto David
dc.date2020-06-11
dc.identifierhttps://publicacionesfac.com/index.php/cienciaypoderaereo/article/view/519
dc.identifier10.18667/cienciaypoderaereo.519
dc.descriptionThis article is intended to contribute to the development of proprietary technologies and the evaluation and selection of integrated technologies in the study of the aerospace concept necessary for the processes of technological appropriation. The problem addressed lies in the lack of modular platforms and lowcost test systems for experimental development and simulations of satellite systems. Therefore, compare to this the proposal of a scalable modular platform of the 1U CubeSat standard is presented as the main results. The design and characterization process presented from the concept of sustainability, contributes to the use and development of low-cost equipment that minimizes the impact on the environment and, in turn, is practical for its implementation in activities of groups and research centers that promote the diffusion of space technologies in Colombia. The methodology of sustainable design, the definition of design principles and conceptual design, which is materialized with the application of quality function deployment method (QFD), the theory of inventive problem solving (TRIZ)), the manufacturability-oriented design (DfM), assemblability (DfA), environmental impact (DfE), reliability (DfR), and safety assessment, are relevant for compliance with the CubeSat operating standards described in cds. Finally, several constructive modes of the low cost test platforms are proposed with different materials such as 3D prototyping in paper, abs, mdf wood and aluminum. All of them are small-scale satellite structures designed and constructed at low-cost. These designs result in the materialization to test on-board systems and integration resistance in assembly and materials, in laboratories as vibration test-bench, for research groups or companies interested in promoting the development of space technologies.eng
dc.descriptionEste artículo busca contribuir al desarrollo de tecnologías propias y la evaluación y selección de tecnologías integradas necesarias para los procesos de apropiación tecnológica en el ámbito aeroespacial. El problema abordado surge de la falta de plataformas modulares y de sistemas de prueba de bajo costo que permitan el desarrollo experimental de sistemas satelitales y la realización de simulaciones. Por lo tanto, se presenta la propuesta de una plataforma modular escalable del estándar 1U CubeSat como principal resultado. El proceso de diseño de esta plataforma con criterios de sostenibilidad contribuye al desarrollo de equipos de bajo costo que minimizan su impacto ambiental y son de fácil adopción por parte de grupos y centros de investigación interesados en la difusión de tecnologías espaciales en Colombia. La metodología de diseño sostenible, la definición de los principios de diseño y del diseño conceptual, materializados con la aplicación del método de despliegue de la función calidad (QFD), la teoría para resolver problemas de inventiva (TRIZ), el diseño orientado a la fabricación (DfM), la capacidad de ensamblaje (DfA), el impacto ambiental (DfE), la confiabilidad (DfR) y la evaluación de seguridad, son relevantes para el cumplimiento de los estándares operativos requeridos por CubeSat. Por último, se proponen varios modelos para la fabricación de plataformas de prueba con diferentes materiales, tales como prototipos 3D en papel, abs, madera mdf y aluminio. Todos estos son estructuras satelitales a pequeña escala diseñadas y construidas a bajo costo. Los diseños propuestos permiten poner a prueba los sistemas a bordo y la resistencia de la integración de ensamblaje y materiales a escala laboratorio, con el fin de que los grupos de investigación o las empresas interesadas promuevan el desarrollo de este tipo de tecnologías espaciales.spa
dc.descriptionEste artigo busca contribuir para o desenvolvimento de tecnologias próprias e a avaliação e seleção de tecnologias integradas necessárias para os processos de apropriação tecnológica no campo aeroespacial. O problema abordado surge da falta de plataformas modulares e sistemas de teste de baixo custo permitindo o desenvolvimento experiencial de sistemas de satélites e a realização de simulações. Portanto, a proposta de uma plataforma modular e escalável do padrão 1U CubeSat é apresentada como resultado final. O processo de desenho desta plataforma, sob critérios sustentáveis, contribui para o desenvolvimento de equipamentos de baixo custo que minimizam seu impacto ambiental e podem ser facilmente adquiridos por grupos e centros de pesquisa interessados na disseminação de tecnologias espaciais na Colômbia. A metodologia de design sustentável, a definição dos princípios de design e o design conceitual, materializados com a aplicação do método Desdobramento da Função Qualidade (QFD), a Teoria da Solução Inventiva de Problemas (TRIZ), o Design para Fabricação (DFM), a Capacidade de Montagem (DFA), o Impacto Ambiental (DFE), a confiabilidade e a avaliação da segurança são relevantes para atender aos padrões exigidos pelo CubeSat. Por último, vários modelos são propostos para a fabricação de plataformas de testes com diferentes materiais como protótipos 3D em papel, ABS, madeira MDF e alumínio. Todas estas são estruturas de satélite de pequena escala projetadas e construídas com materiais de baixo custo. Os desenhos propostos permitem testar os sistemas a bordo e a resistência da integração de montagens e materiais em escala laboratorial, para que o desenvolvimento desse tipo de tecnologia espacial seja divulgado pelos grupos de pesquisa ou empresas interessadas.por
dc.formatapplication/pdf
dc.formattext/html
dc.languageeng
dc.publisherEscuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombianaspa
dc.relationhttps://publicacionesfac.com/index.php/cienciaypoderaereo/article/view/519/924
dc.relationhttps://publicacionesfac.com/index.php/cienciaypoderaereo/article/view/519/939
dc.rightsDerechos de autor 2020 Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombianaspa
dc.sourceCiencia y Poder Aéreo; Vol. 15 No. 1 (2020): January-June; 108-134eng
dc.sourceCiencia y Poder Aéreo; Vol. 15 Núm. 1 (2020): Enero-Junio; 108-134spa
dc.sourceCiencia y Poder Aéreo; v. 15 n. 1 (2020): Enero-Junio; 108-134por
dc.source2389-9468
dc.source1909-7050
dc.subjectPlataforma modular; diseño conceptual; diseño sostenible; CubeSat; nanosatélite; diseño por factores; banco de pruebaseng
dc.subjectModular Platform; Conceptual Design; Sustainable Design; CubeSat; Nanosatellite; Design by Factors; Testbedspa
dc.subjectPlataforma modular; Design conceitual; Design sustentável; CubeSat; Nanossatélites; Desenho por fatores; Banco de ensaiopor
dc.titleSustainable Design of a NanoSatellite Structure TypeCubeSat as a Modular Platform for Testseng
dc.titleDiseño sostenible de una estructura de nanosatélite tipo CubeSat como plataforma modular para pruebasspa
dc.titleDesign sustentável de uma estrutura de nanossatélites do tipo CubeSat como plataforma de teste modularpor
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion


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