Sistema de control de orientación para un satélite tipo CubeSat

Marco Tulio Carmona-Bellido; Oscar Octavio Gutiérrez-Frías; Alberto Luviano-Juárez; Norma Lozada-Castillo

doi:10.29057/icbi.v14iEspecial.15400

Autores/as

Marco Tulio Carmona-Bellido Instituto Politécnico Nacional https://orcid.org/0009-0001-0648-3897
Octavio Gutiérrez-Frias Instituto Politécnico Nacional https://orcid.org/0000-0002-2855-3243
Alberto Luviano-Juárez Instituto Politécnico Nacional https://orcid.org/0000-0001-8790-4165
Norma Lozada-Castillo Instituto Politécnico Nacional https://orcid.org/0000-0002-6553-1924

DOI:

https://doi.org/10.29057/icbi.v14iEspecial.15400

Palabras clave:

CubeSat, ADCS, actitud, ruedas de reacción, PCB

Resumen

En este trabajo se propone el diseño e implementación de un sistema de control de actitud (ADCS) para satélites CubeSat empleando ruedas de reacción que operan bajo el principio de conservación del momento angular, permitiendo el giro controlado del satélite alrededor de su centro de masa. Paralelamente, se desarrolla una estructura compatible con el estándar CubeSat de 1U, cumpliendo con los requisitos mínimos establecidos por las normativas CubeSat y los proveedores de servicios de lanzamiento.
La motivación de este proyecto surge de la escasez de alternativas comerciales en componentes y sistemas especializados para CubeSats. Aunque estos satélites representan una solución de bajo costo para instituciones y empresas que incursionan en tecnología espacial, su diseño suele requerir un desarrollo casi completo. En este contexto, se presenta un chasis modular y un sistema de control de actitud de bajo costo, diseñados para ser fácilmente implementados y modificados según los requerimientos específicos de la misión

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Abdelrahman, M., & Park, S. (2011). Integrated attitude determination and control system via magnetic measurements and actuation. Acta Astronautica, 69(3–4), 168–185. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2011.03.010

Candini, G., Piergentili, F., & Santoni, F. (2012). Miniaturized attitude control system for nanosatellites. Acta Astronautica, 81(1), 325–334. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.07.027

Cubesat.Org. (2024). CubeSat design specification (Rev. 14.1). Recuperado el 30 de junio de 2025, de https://www.cubesat.org/cubesatinfo

Curtis, H. D. (2005). Orbital mechanics for engineering students. Elsevier. ISBN 0-7506-6169-0.

Cortez, E. (2019). Experimentación del control de actitud en un prototipo de CubeSat con ruedas de reacción (Tesis doctoral). Universidad Nacional de Colombia.

Hayleck Jr., C. R. (1965). Analysis of the motion of a satellite–reaction wheel assembly optimized for weight and power. Technical report, NASA Goddard Space Flight Center.

Li, J., Post, M., Wright, T., & Lee, R. (2013). Design of attitude control systems for CubeSat-class nanosatellite. Journal of Control Science and Engineering, 2013(1), 657182. http://dx.doi.org/10.1155/2013/657182

Liddle, J. D., Holt, A. P., & Jason, S. J. (2020). Space science with CubeSats and nanosatellites. Nature Astronomy, 4, 1026–1030. https://doi.org/10.1038/s41550-020-01247-2

Mehta, A. (2023). Satélites, sensores y modelos de sistemas terrestres de la NASA usados para la gestión de recursos hídricos. NASA ARSET Program. Recuperado el 30 de junio de 2025, de https://appliedsciences.nasa.gov/sites/default/files/span-Session2B.pdf

Millan, R. M., Steiger, R. V., Ariel, M., & Bartalev, S. (2019). Small satellites for space science: A COSPAR scientific roadmap. Advances in Space Research, 64, 1466–1517. https://doi.org/10.1016/j.asr.2019.07.035

Ovchinnikov, M., Pen’ko, V., Norberg, O., & Barabash, S. (2000). Attitude control system for the first Swedish nanosatellite “Munin”. Acta Astronautica, 46(2–6), 319–326. https://doi.org/10.1016/S0094-5765(99)00226-X

Santoni, F., & Zelli, M. (2009). Passive magnetic attitude stabilization of the UniSat-4 microsatellite. Acta Astronautica, 65, 792–803. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2009.03.012

SatCatalog. (2025a). ADCS-R3. Recuperado el 7 de julio de 2025, de https://www.satcatalog.com/component/adcs-r3

SatCatalog. (2025b). AeroMagControl. Recuperado el 7 de julio de 2025, de https://www.satcatalog.com/component/aeromagcontrol

Shehzad, M. F., Asghar, A. B., Jaffery, M. H., Naved, K., & Conka, Z. (2023). Neuro-fuzzy system based proportional derivative gain optimized attitude control of CubeSat under LEO perturbations. Heliyon, 9. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e20434

Pumpkin Space Systems. (2025). CubeSat kit chassis walls. Recuperado el 7 de julio de 2025, de https://www.pumpkinspace.com/store/p30/CubeSat_Kit_Chassis_Walls.html

Xiang, T., Meng, T., Wang, H., Han, K., & Jin, Z. (2012). Design and on-orbit performance of the attitude determination and control system for the ZDPS-1A pico-satellite. Acta Astronautica, 77, 182–196. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.03.023

Jan, Y. W., & Chiou, J. (2005). Attitude control system for ROCSAT-3 microsatellite: A conceptual design. Acta Astronautica, 56(4), 439–452. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2004.05.066