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Felicitaciones al personal del CIOp involucrado en el desarrollo
del intrumental del satélite SAC-D!!!

El satélite SAC-D será lanzado próximamente al espacio. El pasado viernes 19 de Marzo se hizo la presentación del mismo en Bariloche. En este satélite ha tenido activa participación el CIOp a través de un grupo de jóvenes liderados por el Dr. Mario Garavaglia.

 

El CIOp en los medios hacé click aquí

 

Breve Reseña

El desafío inicial (idea del Ingeniero Roberto Yasielski, de CONAE) fue la de promover la generación de tecnología aeroespacial nacional tanto para vehículos lanzadores como satélites en el marco de lo expuesto por el Plan Espacial Nacional publicado por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE). El objetivo fue realizar un sistema completo (Unidad de Referencia Inercial, IRU) para ser integrado en la plataforma SAC-D. La función de una IRU (explicado en términos sencillos) consiste en brindar toda información, relativa a los cambios del estado de movimiento del objeto al cual es solidaria, a un sistema capaz de procesarla y tomar decisiones (como por ejemplo, una computadora de vuelo). En nuestro caso, esta IRU fue llamada TDP (Technological Demostration Package). Una vez en vuelo,  el TDP montado sobre la plataforma satelital (SAC-D),  ofrecería la posibilidad de evaluar las tecnologías involucradas en su desarrollo. El TDP comparte el espacio con otros siete instrumentos, cuatro de desarrollo nacional y tres de desarrollo extranjero: un radiómetro y escaterómetro en banda L desarrollado por la NASA para medir la salinidad de los océanos denominado AQUARIUS, un radiómetro de microondas (MWR) capaz de medir velocidad del viento y humedad del suelo, una cámara infrarroja (NIRTS) para el control de plagas e incendios, una cámara hiperespectral (HSC), un instrumento de recolección de información climática de todo el globo (DCS), y dos instrumentos más desarrollados por instituciones europeas, la ASI y la CNES, el CARMEN y el ROSA.

El TDP nació formalmente en el año 2003 y paso por varias revisiones de diseño. Dado que el instrumento TDP comparte una plataforma de servicio con un instrumento de NASA (principal instrumento de la misión) es un requerimiento para el instrumento cumplir con todas las exigencias de NASA, lo que no es una tarea sencilla. Hasta el 2010 fueron siete años de mucho trabajo. El TDP y otros instrumentos como el caso de los IFOGs (todos desarrollados en el CIOp) integrados en el VS30, vehículo sonda desarrollado entre la CONAE y el CTA (Centro de Tencnología Aeroespacial de Brasil), representaron el esfuerzo de un gran número de personas que están o han participado a lo largo de estos años. En mérito a su silencioso esfuerzo, consideramos justo que sean mencionadas:

Dr. Mario Garavaglia: asesor y Representante Científico (CIOp).

Ing. Roberto Yasielsky: Jefe de Proyecto (CONAE)

Pablo F. Meilán (VENG S.A.): Ingeniero de sistema del proyecto y responsable del instrumento; diseñador del circuito óptico de los IFOGs; diseño mecánico del la unidad FOP (una de las partes del instrumento); Tratamiento mecánico de las partes electrónicas; logística y planificación, preparación de la documentación; ensayos ambientales y mecánicos, integración del instrumento e integración del TDP en la plataforma de servicios SAC–D.

Ing. Marcos Mineo (CIOp – INNOVATEC, grupo IFOG): Ingeniero de Desarrollo; trabajos mecánicos varios (tornillería, orificios de conectores, tapas internas de los frames); diseño electrónico de la CC (Computadora de Comunicaciones); software de CC; diseño de la operación y funcionalidad del TDP; harness interno del TDP; diseño electrónico de GEM de los IFOGs; diseño del PCB del DCDC; ensayos de comunicación interna y externa del TDP; ensayos ambientales y de funcionalidad.

Ing. Diego Alustiza (CIOp – INNOVATEC, grupo IFOG): diseño electrónico GEM de los IFOGs; diseño del PCB del GEM; diseño del PCB de la CC; diseño PCB del convertidor DCDC; pruebas funcionales IFOGs (cierre de lazo); sistemas de programación de los módulos CC y GEMs; harness internos y externos TDP.

Ing. Marcelo Bisogni (VENG S.A.): diseño y programación de software para GSE (Ground Support Equipment); ensayos operativos y ambientales de TDP; integración del TDP en SAC-D.

Ing. Edgardo Godoy (VENG S.A.): harness interno y externo; ensayos ambientales del TDP; logística y planificación de ensayos ambientales en Falda de Carmen (Córdoba), integración del TDP en SAC-D.

Ing. Alberto Fraguío (VENG S.A.): software GEM; servocontrol IFOGs, ensayos de performance; logística y planificación; documentación; simulador de TDP entregado a INVAP; diseño electrónico del DCDC y ensayos ambientales en Falda de Carmen (Córdoba).

Ing. Agustín Roncagliolo (UNLP – LEICI): diseño y manufactura completa del módulo RGPS; ensayos ambientales del TDP.

Ing. Javier García (UNLP – LEICI): diseño y manufactura completa del módulo RGPS; ensayos ambientales del TDP.

Colaboradores:

Ing. Diego Encinas (CIOp – INNOVATEC, grupo IFOG): actividades técnicas y armado de bobinas de fibra óptica.

Ing. Marcela Martinelli (VENG S.A.): asesoramiento de compras y componentes.

Grupo de trabajo de diseño mecánico en Falda del Carmen (Córdoba): diseño mecánico GEB.

Grupo de colaboradores de los ingenieros Javier García y Agustín Roncagliolo.

Otros profesionales: como el Ing. Eduardo Cortizo, Ing. Diego Schweitzer, Ing. José Cordero y la Ing. Pilar Ossola (ex integrantes del grupo IFOG que desafortunadamente hoy día están desarrollando sus actividades en otras empresas o áreas fuera de la aeroespacial) dieron pie y sustento a los logros alcanzados en la actualidad debido a su ardua labor durante sus períodos de trabajo.

Breve descripción del instrumento TDP:

El instrumento TDP es una unidad de referencia inercial compuesta por tres unidades mecánicamente independientes e interconectadas eléctrica y ópticamente. Por un lado el FOP (Fiber Optic Package), por el otro el GEB (Gyro Electrónic Box) y finalmente una antena para el receptor GPS. El primero (FOP) está compuesto por una estructura de aluminio que da soporte a una terna de bobinas de fibra óptica ubicadas en forma ortogonal de 1000mts cada una y por tres moduladores de fase. El segundo (GEB), se compone de módulos o frames independientes que se enlazan mediante un adecuado harness de interconexión. El GEB, contiene en su interior tres módulos GEM (Gyro Electronic Module) que procesan la señales ópticas provenientes del FOP e inyectan las correspondientes señales a los moduladores de fase; un módulo de receptor GPS que se vincula con su correspondiente antena; un módulo convertidor DC-DC híbrido (switching/lineal) que genera todas y cada una de las tensiones necesarias en el interior del instrumento; y finalmente, una computadora de comunicaciones (CC), que se encarga de recolectar los datos provenientes del módulo GPS (interfaz tipo UART) y del los tres IFOGs (interfaz CAN) y de generar una interfaz compatible tipo MIL_STD_1553B con el bus utilizado en la plataforma del satélite. Además, esta última, se encarga de interactuar con la plataforma del SAC-D para la generación de tramas de telemetría, transferencias de datos a memoria de masas y de la recepción de comandos.

 

Historial de revisiones realizadas:

Julio de 2004: SRR (System Requirements Review).

Diciembre de 2005: PDR (Preliminar Design Review).

Diciembre de 2007: CDR (Critical Design Review).

Agosto de 2009: DRR (Delivery Readiness Review).

Febrero de 2010: FOR (Flight Operation Review).

Historial de actividades realizadas (2008–2010) del grupo IFOG y colaboradores:

CONAE (Buenos Aires)

Diseño electrónico DCDC – Simulador de TDP

LEICI (Fac. Ingeniería, UNLP)

Diseño electrónico del RGPS, diseño de PCB del RGPS e integración al frame.

CIOp (CONICET La Plata – CIC)

Diseño electrónico GEM – Diseño PCB DCDC

Diseño PCB GEM – Diseño electrónico CC

Diseño PCB CC – Solicitud de compras de componentes electrónicos.

Solicitud de fabricación de PCBs

Integración de PCBs pruebas y primeros ensayos de funcionamiento

Programación de software de CC y GEM, pruebas y ensayos operativos.

Integración de los distintos módulos a sus respectivos frames.

Integración de subsistemas y conformación del box TDP.

Harness interno y primeros test funcionales de la totalidad del sistema.

Ensayos de comunicaciones internas y externas.

GEMA (Fac. Ingeniería, UNLP)

Ensayos de vibración

Falda del Carmen (Córdoba):

Ensayo de EMI/EMC

Ensayo de Termo vacio.

INVAP (Bariloche):

Integración de TDP a la plataforma del SAC–D

IUA–CIA (Córdoba)

Diseños mecánicos y análisis térmicos del instrumento


1) Proyecto IFOG (Interferential Fiber Optic Gyroscope)Durante 1998 Eliseo Gallego Lluesma (Fallecido el 20–7–2003) y quien esto escribe tuvimos la visita de profesionales de la CONAE con quienes se establecieron los primeros contactos sobre la posibilidad de construir en el país giróscopos a fibra óptica empleando radiación láser. La cuestión de tales giróscopos no me resultaba desconocida; en efecto, en 1996 mientras se desarrollaba el Congress of the International Commission for Optics (ICO XVII) en Taejon, Corea (del Sur), establecí contacto con algunos investigadores del KAIST (Korea Advanced Institute for Science and Technology). Algunos de ellos me entregaron documentación y participé de una sesión demostrativa de sus progresos y realizaciones sobre los gisóscopos a fibra óptica empleando un diodo láser. De esa visita y del posterior estudio de más documentación recibida por correspondencia, llegamos a la conclusión de que "algo podíamos hacer localmente", al menos "demostrar el concepto".

En 1999 realizamos algunos estudios y algunos aprontes sobre el tema, los que condujeron a una estrecha y fluida relación con Roberto Yaselski (CONAE). Todo concluyó con la firma del primer convenio (15–12–2000) entre la CONAE e INNOVATEC Fundación para la Innovación Tecnológica –a la sazón a cargo de las actividades desarrolladas en el Laboratorio de Procesamiento Láser (LPL) del CIOp. El esfuerzo iniciado a fines del 2000 se cerró el 31–12–2008. Los Episodios Primero y Segundo describieron resumidamente la epopeya de aquellos siete años, que culminaron con el éxito del lanzamiento del VS–30 en diciembre de 2007 desde la Base de Natal, al norte de Brasil. También se mencionaron en ellos los realizadores de las tareas. Por ello, sólo me resta agregar que en las primeras acciones colaboraron también Eduardo Cortizo, Ricardo Lepore, Ezequiel Piccagli, Mariano Creus y Luciano Zunino, mientras que en las últimas participó Jaime Toledo Vergara.

2) Proyecto NIRST (New Infrared Satellite Technology) En 2007 se profundizaron otros contactos iniciados algunos años antes entre Hugo Marraco (Responsable del instrumento por la CONAE) y quien esto escribe. Este fue un emprendimiento de elevada exigencia técnica a ser desarrollado en escasísimo tiempo que debía terminar instalando una cámara de tres bandas del IR en el SAC–D/Aquarius en posición Nadir. Sus componentes esenciales –por ahora imposibles de producir en Argentina–, esto es, sus tres sensores IR en arreglos lineales, sus dos objetivos IR, y el espejo plano de apuntamiento, fueron diseñados y construidos en el Institute National d'Optique (INO) de Canadá. Todo lo demás, esto es, el alojamiento mecánico de la cámara y sus dispositivos de movimientos, la alimentación eléctrica, la electrónica, los controles, el soft, y toda la metrología óptica, fue realizado localmente por varios laboratorios platenses. La responsabilidad que nos tocó fue la metrología óptica dimensional (Alineación de todos los componentes ópticos y mecánicos –fijos y móviles– y verificación de su estado de alineación después del paso por los variados exigentes ensayos que simulan los lanzamientos) y la metrología óptica radiométrica de calibración de los sensores a partir de la radiación de un "cuerpo negro" patrón, así como también el diseño, construcción y calibración de un "cuerpo gris" ad–hoc a ser utilizado en el espacio para comprobar el estado de las respuestas de los tres sensores IR a lo largo de su servicio en órbita. En las etapas iniciales del proyecto que involucraron el diseño o selección de instrumentos auxiliares y la definición de los protocolos de las estrategias de trabajo, colaboraron Eduardo Cortizo y Patricio Fluxá con Mariano Creus. Mariano Creus fue quien llevó la carga máxima de un trabajo complejo y delicadísimo. Los detalles del resultado del Proyecto NIRST pueden apreciarse en el póster adjunto, el que fue expuesto en la reunión internacional sobre la Misión SAC–D/Aquarius realizada el viernes 19 de marzo de 2010 en Bariloche.

3) Proyecto MWR (Radiómetros en las Bandas K y Ka) Hacia 2004 una buena parte del trabajo sobre el diseño y las simulaciones computacionales y experimentales de los MWR (K y Ka) se realizó en el LPL. La responsabilidad de la mayor parte de las tareas la ejerció J. Alberto Bava, después que se desligará del IAR y se uniera a nosotros. Los resultados del Proyecto MWR se pueden visualizar en una serie de fotos que se acompañan. Asimismo, algunos resultados secundarios del Proyecto fueron presentados en congresos y publicados.

STRUCTURED ILLUMINATION APPLIED TO DETERMINE THE TOPOGRAPHY OF AN OFF-SET MW PARABOLOIDIC SATELLITE ANTENNA. E. Cortizo, José A. Bava and M. Garavaglia. Photomechanics 2006, Clermont-Ferrand, France, July 10–12, 2006. Book of Extended Abstracts (Description of the method and results in pages 87–88)

STRUCTURED ILLUMINATION APPLIED TO STUDY THE THERMO-MECHANIC DEFORMATIONS OF A CIRCULAR STEEL PLATE. P. Fluxá, J. Cordero, E. Cortizo, José A. Bava, and M. Garavaglia. Photomechanics 2006, Clermont–Ferrand, France, July 10–12, 2006. Book of Extended Abstracts (Description of the method and results in pages 103–104)

TECNICAS OPTOMECATRONICAS PARA CARACTERIZAR ANTENAS SATELITALES EN EL RANGO DE LAS MICROONDAS Daniel Hölck, Alejandro R. Roldán Molina, Patricio E. Fluxá, Lía M. Zerbino, José A. Bava, Eduardo C. Cortizo, y Mario Garavaglia IV PanAmerican Conference on Non Destructive Testing (IV PANNDT 2007) Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina, 22 – 27 de octubre de 2007. Artículo publicado en NDT.net Database.

OBTENCIÓN Y MEDIDAS DE SUPERFICIES REFLECTORA PARA ANTENA DE USO SATELITAL, EMPLEANDO CNC José Alberto Bava, Víctor Sergio Sacchetto, Alberto Maltz, Guillermo Rodriguez, Alicia Szymanowski IV PanAmerican Conference on Non Destructive Testing (IV PANNDT 2007) Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina, 22 – 27 de octubre de 2007. Artículo publicado en NDT.net Database.

ANTENAS OFFSET TOROIDAL CON HACES MULTIPLES ASIMETRICOS José Alberto Bava, Víctor Sergio Sacchetto, Alberto Maltz, Guillermo Rodriguez, Alicia Szymanowski y J. P. Ciafardini IV Congreso Argentino de Tecnología Espacial Ciudad Autónoma de Buenos Aires, 13 a 15 de mayo de 2007.

OPTOMECATRONIC TECHNIQUES TO CHARACTERIZE THE TOPOGRAPHY OF A MW SATELLITE ANTENNA Daniel Hölck, Alejandro R. Roldán Molina, Patricio E. Fluxá, Lía M. Zerbino, José A. Bava, Eduardo C. Cortizo, y Mario Garavaglia VI Iberoamerican Meeting on Optics and IX Latin American Meeting on Optics, Lasers, and their Applications. Campinas, SP, Brazil, 21 to 27 October, 2007. RIAO/OPTILAS 2007 Program. Page 145. Editor: Jaime Frejlich. American Institute of Physics Proceedings, 992, 916–918, 2008.

MEDICION DE DEFORMACIONES TERMOMECANICAS DE UN MODELO DE ANTENA UTILIZANDO PROYECCION DE LUZ ESTRUCTURADA M. Creus, J. A. Bava y M. Garavaglia. V Congreso Argentino de Tecnología Aeroespacial Mar del Plata, Argentina, 13 a 15 de mayo de 2009.

ANALYSIS OF BEAM EFFICIENCY IN MULTIPLE BEAM REFLECTOR ANTENNAS J. A. Bava, A. Maltz and M. Garavaglia Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2009) Moscow, Russia, 18 – 21 August, 2009. PIERS Proceedings, 718–721, 2009.

 

Fotos del grupo de trabajo
IFOG

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