Nano-satélite recuperable para estudios de los efectos de la radiación cósmica en una carga biológica expuesta en la estratosfera: fase II
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2019
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Resumen
Un reto para el desarrollo de ciencia y tecnología para llegar al espacio a bajo costo son los nano-satélites. El semillero de Astrobiología-BIDA de la Universidad El Bosque realizó el diseño de un nano-satélite que permita exponer una bacteria a radiación solar en la estratosfera. La intención del presente trabajo fue evaluar el proyecto propuesto por el semillero y determinar acciones de mejora de este en cuanto al diseño estructural y la electrónica inmersa. Así mismo, se realizó un prototipo que corrija las fallas encontradas en el diseño propuesto por el semillero, tanto en la estructura física como en la electrónica a bordo, teniendo en cuenta las principales variables de afectación, temperatura y radiación cósmica. Por otra parte, se diseñaron e implementaron subsistemas de monitoreo y control que constantemente estén verificado el estado de la bacteria y comunicándolo a un operario del nano-satélite. Adicionalmente, se realizó se implementó una estructura hermética que hiciera las veces de incubadora para la bacteria, la cual se diseñó mediante simulaciones térmicas y de caudal de calor. Una vez diseñada, se implementó y se probó obteniendo resultados adecuados para que la bacteria no se vea afectada por la temperatura y que la electrónica no sufra averías debido a la radiación UV. Finalmente, se probó el sistema completo donde se ratificó que nano-satélite tendría una autonomía suficiente para supervisar la carga biológica durante todo el vuelo y mantenerla en un estado estable exceptuando que muera o sufra cambios biológicos debido a la radiación cósmica, objetivo central del presente documento.
Descripción
Abstract
A challenge for the development of science and technology to reach space at low cost are the nano-satellites. The seedbed of Astrobiology-BIDA of the El Bosque University made the design of a nano-satellite that allows exposing bacterium to solar radiation in the stratosphere. The intention of the present work was to propose the proposed by the seedbed and determine improvement actions in terms of structural design and immersive electronics. Likewise, a prototype was made to correct the faults found in the design proposed by the seedbed, both in the physical structure and in the electronics on board, taking into account the main variables of affectation, temperature, and cosmic radiation. On the other hand, monitoring and control subsystems were designed and implemented that are constantly checking the status of the bacterium and communicating it to a nano-satellite operator. Additionally, a hermetic structure was implemented that would act as an incubator for the bacterium, which was designed using thermal simulations and heat flow. Once designed, it was implemented and tested getting suitable results so that the bacterium is not affected by the temperature and that the electronics do not suffer breakdowns due to UV radiation. Finally, the complete system was tested where it was confirmed that the nano-satellite would have sufficient autonomy to monitor the biological load during the entire flight and keep it in a stable state except that it was under biological changes due to cosmic radiation, the central objective of this document.
Palabras clave
Nano-satélite, Carga biológica, Estratosfera
Keywords
Nano-satellite, Biological load, Stratosphere