1 20 1 https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/250/13292/Ciencia_UANL._2016._Ano_19._No_81._Septiembre-Octubre.ocr.pdf 6356aaeacd5cf086956aec35bd66438a PDF Text Text �NTA, ASESORÍA Y SERVICIO T~CNICO ESPECIALIZADO DE EQUIPOS PARA LABORATORIO ClÍNICO, INDUSTRIAL, DE INVESTIGACIÓN, EDUCACIONAL Y ELECTROMÉDICO CONTAMOS CON 4 DIVISIONES: • INDUSTRIAL EINVESTIGACIÓN Hematologfa, Hormonas, Drogas de Abuso, Drogas Terapeutlcas, Qulmlca ClinIca, lnmunologta, Dlagn6suco de Enfermedades Infecciosas, Glucometros, Biologla Mo l cular Protelna5 Esp c,ficas, EJl!!clrohros, C ntrifugas, Hematolog/a, Gasómetros Ell!<.trolitos, Mícrobjologí Autom tiuda, Coagulación, Centrifugas, ere. • ELECTROMÉDICA Elemom,ografos, Potenciales Evocado~ Monítoreo Ambul,norlo, Acc serios, AguJ;,s Monopolares, Concenrnca~, Estlmula"6n Magnét1c<1, P.-istas, etc. Electroencefalógrafos. Mapeo, Video, Electrodos, Etc. • CALIBRACIONES C<11lb, dones d Esp ctroforóm 110s lN VIS, Esp ctrofotómetros de M diclón de Color Medidor sde Brillo, Instrumentos para pesar, M dido1 s d PH y MV, Centrifuga\ de RPM, Conuoladores de Temperatura etc. LABORATORIO ACREDITADO POR LA EMA. .. 111 sartorus SOMOS REPRESENTANTES EXCLUSIVOS DE: ArcS Medica Devlce ■ HunterLab - -C<ilor...llo••- Owllry ~ Abbott W Laboratories, S.A. hermo ELECTRON CORPORATION BECKMAN SIEMENS COUIIER __ ~-.llllla- PSA - -- ·----...,...... ---,_ ·--· ., ~ J.1! !~~.!. OFICINA MATRIZ MONTERREY; TEL.: 8128-3800 con 30 líneas FAX: 8359-4A71 GUADALAJARA, JAL. CD. OBREGÓN, SON TAMPICO, TAMPS. MtXICO, D.F. CHIHUAHUA, CHIH. MtRIDA, YUC. LEÓN, GTO. VILLAHERMOSA, TAB (33) 3122-49S4 (644) 41 S· S804 (633) 227-11 S7 (SS) 5661-8508 (614) 418-0513 (999) 938-0379 (477) 711-9126 (993) 131-3828 �EQU POS, REACTIVOS, MATERIAL Y MOBILIARIO PARA LABORATORIO e 1 T 1 e �Una publicación de la Universidad Autónoma de Nue110 León Mtro. Rogelio G arza Rivera Rector M.A. C armen del Rosario de la Fuente García Secretaria genemL Dr. Sergio S. Fernández Delgad illo Secretario de investigación, innovación y sustentabilidad Directora: Dra. Patricia del Carmen Zambrano Robledo Editor responsable: Lic. José Eduardo Estrada Loyo Consejo Editor ial Dr. Sergio E.mada Parra / Dr. Jorge Flores Valdés / Dr. Miguel J é Yacamán / Dr. Juan Manuel Alcocer González / Dr. Ruy Pérez Ta mayo / Dr. Brun o A. Escalan te Acosta / Dr. José Mario Molina-Pasquel Henriquez Asistente edi tarial: Jes,ica Yadi ra Marcinez Flores Diseño: Rodolfo Tono Leal Corrección y revisión bibliográfica: Luis Enrique Gómez Vanegas Abstracts: José Ángel Garza Canco Coeditora: Melissa del Ca rmen Martinez Torre· Ciencia U Coedición electrónica: Ma. Rosaura González de la Rosa Portada: Francisco Barragá n Codina Webmaster: Mayra Silva Almanza Asisreme administrarioo: C laudia l. Moreno Alcocer Arte, dise1io página web: Rcxlrigo Soto Moreno Seroicio social: Elizabeth Sauceda Mora, Emily Mon~errat Vázquez Cano L Re,·ista de divulgación científica y tecnológica Un iversidad Autónoma de uevo León, Afio 19, 0 81, septiembre- ocruhre de 2016. fa una publicación bimestral, editada por la niversidad Autónoma de uevo León, a través de la Dirección de lm-estigación. Domicil io de la publicación: Biblioreca Universiraria Raúl Rangel Frias, Alfonso Reyes 4000 norre, 5° piso, Monterrey, uevo León, México, C .P. 64290. Teléfono:+ 52 81 83294236. Fax:+ 52 81 83296623. Edito r respon.,ahle: Lic. José Eduardo Estrada loyo. Reserva de dered,o.rnl uso exclusivo o. 04-20J'l.062514034400-I02. !SS : 2007-1175 ambos norgados por el lnsrituro acional del Derecho de Amor, Licirud de Titulo y Comenido o. 16547. Re.g istro de marca ante el lnsciruto Mexicano de la Propiedad lnclustrial: 143704'3. 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Lourdes Garza Ocañas I COORDINADOR: Dr. Roque Gonzalo Ramirez Lozano I UANL UANL MIEMBROS: Dr. César González Bonilla / CVEAC Dr. Fernando Larrea Gallo / Insticmo aciana! de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán MIEMBROS: Dr. Jairo lván Aguilera Soco/ UAZ Dr. Miguel Mellado Bosque / Universidad Autónoma Agraria Antonio arro Dr. Luis Ángel Rodríguez Del Bosque/ I l FAP Dr. Félix Recillas-Targa / U AM Dr. Ruy Pérez Monforc / UNAM Dr. Manuel González Ronquillo / UAEM Dr. Rafael Ramírez Romero/ UANL Dra. oemí Waksman de Torres/ UANL Dr. José Carlos Jaime Pérez / UANL Dra. Katiushka Arévalo iño / UANL Dr. Luis Edgar Rodríguez Tovar / UANL Joseph Varan/ The Universicy ofTexas Health Science Cencer- EUA Dra. Rocío Casero Ríos/ UANL Carlos López Orín / Universidad de Oviedo- COMITÉ H UMANIDADES Y DIVULGACIÓN DE LA CIE CIA COORDINADOR: Dr. Osear Flores Torres I España María E. Magallanes Lundback / Michigan Scace Universicy, EUA Universidad Autónoma de Coahuila MIEMBROS: Dra. Magda Yadira Robles Garza/ UDEM Dr. Maximiliano Asomoza Palacios / UAM Dr. Francisco Xavier Moyssén Lechuga / Asociación Internacional de Críticos de Arce, Capítulo México Dr. José Javier Villarreal Álvarez Tascado/ UANL Dr. José Roberto Mendirichaga Dalzell / Grupo COMITÉ CIE CIAS EXACTAS COORDI ADORA: Dra. Ma. Aracelia A/corta García I U MIEMBROS: L Milenio Monterrey Dr. Víctor Zorrilla Garza / Universidad Panamericana, Dr. Gerardo Romero Galván / UAT Dr. Ricardo Rangd Segura /Universidad Michoacana de San icolás de Hidalgo, Mordía Dr. Rodolfo Corres Marrínez / CICESE, Unidad Moncerrey Liceo Monterrey Roberto Rebolloso / UANL Dra. Li.lia López Vera / UANL Lic. José Lorenzo Encinas Garza/ Grupo Milenio M.L.E. Minerva M . Villarreal Rodríguez/ UANL Dr. Víctor Coello / CICESE, Unidad Moncerrey Dr. Enrique Raúl Villa Diharce / CIMAT, Guanajuaco Dr. Óscar Susano Dalmau Cedeño / CIMAT, Guanajuaco COMITÉ CIE CIAS NATURALES COORDINADOR: Dr. Rahim Foroughbakhch Pournavab I UANL Dr. Martín Eduardo Frías Armenca / Universidad de Sonora Dra. ora Elizondo Villarreal / UANL Dr. Jorge X. Velasco H ernández / UNAM COMITÉ CIE CIAS AGROPECUARIAS CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 MIEMBROS: Dra. Lorena Ruiz Moncoya / Ecosur Dra. Paula Lidia Enríquez Rocha / Ecosur Dr. Juan Carlos oa-Carrazana / Universidad Veracruzana Dr. Adalberco Benavides Mendoza / UANL �CiENCiAUANL Comité editorial CiENCiAUANL Dr. Juan Antonio Villanueva Jiménez / Colegio de Posgraduados Dr. Lucio Iurman / Universidad Argentina Dr. Joel David flores Rivas / Instituto Potosino de Investigación Ciencífica y Tecnológica Dra. Patricia Tamez Guerra/ UANL Dr. José María Cabrera Marrero / Cenero Tecnológico de Manresa, España Dr. José Ma. Viader Salvadó / UANL Dr. José Sancos García Alvarado / UANL acional del Sur, Dr. Oionisio Antonio Laverde Cacano / Universidad Industrial de Santander, Colombia Dr. Enrique Jurado Ybarra / UANL Dr. Glafuo Alanís Flores / UANL Dr. David Lazcano / UANL Dr. Javier Jiméne2 Pérez / UANL Dr. H éctor D. Mansilla Gontilez / Universidad de Concepción, Chile Dr. Jesús de León Morales / UANL Dr. Mikbail Valentinovich Basin / UANL Dr. Juan Antonio Aguilar Garib / UANL COMITÉ C IE CIAS SOCIALES Dr. Rafael Colás Ortiz / UANL Dra. Lecicia Myriam Torres Guerra / UANL COORDI ADORA: Dra. Veronika Sieglin / UANL MIEMBROS: Dra. Rosa María Chávez Dagostino / Universidad de Guadalajara Dra. lrma Lorena Acosca Reveles / UAZ Dr. Daniel Gontilez / Universidad de Guadalajara Dra. Georgina Sánche2 Ramfre2 / CFS Dr. Konstantin Sobolev / UANL Dr. Maximiliano Asomoza Palacios / UANL Dr. Boris Ildusovich Kharissov / UANL Dr. Azael Martínez de la Cruz / UANL Dr. H éccor de León Gómez / UANL Dra. Yolanda Peña Méndez / UANL Dr. Mario Icalo Cerutti Pignat / UANL Dra. Teresa Eliw.bech Cueva-Luna/ CF COMITÉ CIE CIAS DE LA TIERRA COORDI ADOR: Dr. Carlos Gilberto Aguilar Dr. Pedro César Canrú Marcínez / UANL Dr. Armando V. Flores Salazar / UAN L Dra. Guadalupe Ruiz Cuéllar / Universidad Aurónoma de Aguascaliences Dr. Héccor Manuel Jacobo García / Universidad Madera/ UANL MIEMBROS: Dr. Yam Zul Ernesto Ocampo Díaz / UASLP Dr. Gabriel Valdé2 Moreno / Universidad Autónoma de Guerrero Dr. Antonio Cardona Benavides / UASLP Dr. Martin Alberto Díaz Viera / IMP Dr. Alberto Blanco Piñón / UAEH Dr. Juan Marón Gómez Gontilez / UNAM Dra. Elizabeth Chacón Baca / UANL Dr. Fernando Velazco Tapia/ UANL Dr. Gabriel Chávez Cabello / UA L Dr. Javier Aguilar Pérez / UANL Dr. Uwe Jenchen / UANL Dra. Yolanda Pichardo Barrón / UANL Autónoma de Sinaloa Dr. Cirilo Humberto García Cadena / UANL Dr. José Antonio Padilla Arroyo / UAEM Dra. Lya Margarita Niño Contreras / UABC Dra. María Guadalupe Rodrígue-L. Bulnes / UANL Dra. Leticia Romero / Universidad Autónoma de Tabasco COMITÉ fNGE IEfÚA Y TECNOLOGÍA COORDI ADORA: Dra. Maria Idalia del Consuelo Gómez de La Fuente/ UANL MIEMBROS: Dr. Raymundo Arroyave / Texas A&M Universiry, EUA �Editorial /7 9/ CIENCIA v SOCIEDAD: Pico atélites cansat, una herramienta para la educación en ciencias del espacio, Ángel Colín. 17/ LíNEA DEL TIEMPO Historia de la industria aeroespacial en México y su vínculo con la industria aeronáutica, Rodrigo Nava Amezcua. 26/ÜPINIÓN Red Temática de Ciencia y Tecnología del Espacio, Carlos Romo Fuentes. 30/ S usTENTABILIDAD Basura espacial, Hermes More,zo Álvarez, Maria Poliakova y Anto1tio Gómez R oa. 34/ TENDENCIAS EDUCATIVAS Construcción de un picosatélite cansat, Ángel Colín, Bárbara Bermúdez Reyes, Gorki Encarnación Morrobel, Gerardo Lira !barra, Darlo Zúñiga R osales, Luis Ávalos de la Cruz, Marce/o Villarreal M éndez, Jocelyn Mendoza Martínez y Brenda Álvarez Arce. Investieación / 39 40/ SONDA ESPACIAL Jordon Sombrerero Espinazo, leima Soraí Encarnación Cortés, José Raúl Flores Machorro, Mayra Báez Landa, Moriela Serrano Centeno yJosué Mancilla Cerezo. 45/ CAPTEUR-SAT Rod rigo Santiago flores, Homero Domínguez Barranco, Diego Mckinnon Govelo, Alfredo Chimely Castillo, Mario O. Me roz Espinazo y Óscor Mo rtínez Hernóndez. 19 �50/ IGNICIÓN 2.0 Juan Julio César Campas Buitimea, Gustavo Adolfo (astillón Ramírez, German Garzón Manjarrez, Erick Alberto Méndez Mendoza, Christian Arturo Saavedra Ceballos y Si lvia Karino Reyes Lio. 56/ KANZAT áscar Martínez Hernóndez, Gerordo Antonio Lira lbarrn, Luis Ánge l Avalas De La Cruz, José Guadalupe Nava Zavala, Darío Manuel Zúñiga Rosales y José Santos Tienda Bazaldúa. 61/ ICARUS Noel del Angel Polanco, Eril A. Paulín Rodríguez, Pablo Nieto Martínez, Eliu Benítez Herná ndez y Rica rdo Castillo Pérez. 67/ 0LIXTEL Gerardo Ca rra sco Lozada, David Emmanuel Coca Guevaro, Rafael Morales Ramírez, Arturo Sónchez Mendoza, Gerordo Vero Castelón y Rosa María Martínez Ga lvón. 71/ CURIOSIDAD Cansat: lata -satélite, Bárbaro Bermúdez Reyes. 76/ EJES CanSat Leader Troining Progrom -Post, Present and Future-, Rei Kawash ima. 83/ TóPICOS Monitoreo de la humedad de suelo superficial a partir de observaciones satelitales de microondas activas y pasivas, Juan Carlos Hernóndez Sónchez, Enrique Zempoaltecatl Ramírez, José Carlos Jiménez Esca lona, Alejandro Monsivóis Huertero y Anton io Mosqueda Sónchez 89/ CIENCIA EN BREVE 95/ COLABORADORES NUESTRA PORTADA Vista de la Tierra desde el espacio, así como algunos satélites artificiales que orbiran alrededor de ella. En la contraportada, imagen de Marte. Diseño: Francisco Barragán Codina. 6 �n la actualidad es inconcebible plan tearnos la vida sin el uso de sistemas de comunicación celular, Internet o televisión digital. A pesar de ello, sólo una minoría de la población mundial tiene conocimiento de que estos Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) en conjunto con la Escuela Industrial ''Álvaro Obregón" . Podría decirse que éstas fueron de las úlcimas actividades q ue se hicieron en nuestro país, debido a que por muchos años la investigación y el desarrollo espacial se reduje- servicios se proveen desde fuera de la atmósfera terrestre por medio de satélites que se encuentran orbitando en el espacio. Hasta ahora es muy poco lo que se conoce de los avances cienúficos y tecnológicos en materia del espacio que se han realizado o que se están llevando a cabo en las principales universidades de nuestro país. Sabemos que la historia aeronáutica y espacial mexicana data de 191 O, cuando el presidente Porfirio Díaz compró el primer avión para México con motivo de conmemorar el centenario de la Independencia. Cuatro años después, ron de manera muy considerable. Sin embargo, algunas universidades y ceneros de investigación, como la Universidad acia na! Autónoma de México (UNAM) y el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) pudieron mantener sus programas para el desarrollo de satélites. Pod ría considerarse que la actividad espacial se rea-nuda de manera nacional en la segunda década del siglo XXI. En 20 l O se creó la Agencia Espacial en 1914, se llevó a cabo la primera bataUa aeronaval del mundo en el puerco de Topolobampo, Sinaloa. Durante esta época se diseñaro n aeronaves, hélices y motores en los pocos talleres aeronáuticos que se habían establecido en México. En 1956, en la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASL), comenzaron a diseñar los primeros cohetes, lanzados desde la plataforma de lanzamiento en Cabo Tuna. Es importante señalar que en 196 1, la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) lanzó un cohete diseñado por profesores de la Facultad de C IENCIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 Mexicana (AEM), que trajo consigo nuevos programas y proyectos innovadores . Asimismo, en 2011 se formalizó la Red Temática acional de Ciencia y Tecnología del Espacio (Redcyce), a la que pertenecen dos profesores de la UANL. En 2014 México ingresó al Consorcio Internacional para la Ingeniería del Espacio (UNISEC, por sus siglas en inglés), que engloba codas las universidades del mundo que realizan investigación y desarrollo en materia del espacio. Cabe señalar que la representante general del •Universidad Autónoma de uevo León. Contacto: patrida.zambranor@uanl.edu.rnx �Capítulo UNISEC-México es la Dra. Bárbara Bermúdez Reyes, profesora investigadora de la FIME, y a su vez, el Dr. Ángel Colín, profesor investigador de la Facultad de Ciencias Fí.sico Matemáticas (FCFM), es el representante de este capírulo en Nuevo León. Hoy en día, en México se están desarrollando proyectos científicos y tecnológicos en el sector aeroespaciaJ, como sistemas satelitales, nuevos materiales, percepción remota, telemedicina, medicina espacial, entre otras. En la UANL se están diseñando estructuras para cubo-satélites y recubrimientos protectivos para sistemas satelitales. Además, se tiene un proyecto financiado por la Agencia Espacial Mexicana (AEM) para construir un cubo-satélite de dos unidades para vaJidar sistemas e instrumentación astronómica. De 8 manera adicional, en la UANL se han llevado a cabo dos programas de entrenamiento nacionaJ en la construcción de picosatélites educativos (cansar) . Es por esto que este número especial está dedicado aJ cerna aeroespacial, y en la sección de investigación se incluyen los trabajos que se reaJizaron para participar en el 2º Concurso Nacional de Picosatélices Educativos CANSAT. uestra universidad será sede y recibirá a equipos de Tamaulipas, Puebla, Sonora, Baja California, entre otros, el 7 de octubre del año en curso. En conclusión, podemos decir que en la UANL estamos formando recursos humanos multidisciplinarios para el sector aeroespacial, algo que sin duda contribuirá en gran medida al desarrollo del país. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 ��Aunque su tiempo de operación fue de apenas tres meses, dejó marcado en la historia el comienzo de una nueva era para las actividades espaciales. Desde entonces, muchos han sido los avances en materia de tecnología espacial. Hoy en día, se encuentran mi.les de satélites artifi- 11 los países en vías de desarrollo apenas tienen algunas instituciones que cuentan con oferta educativa para la formación de recursos humanos en el sector espacial, mientras tanto, las tecnologías emergentes utilizadas en esta rama siguen creciendo de manera exponencial. Las pequeñas dimensiones de los componentes ciales orbitando nuestro planeta, realizando una gran variedad de misiones específicas. El mercado de las telecomunicaciones es la principal aplicación comercial de estos satélites, pero también hay otros que han sido construidos para realizar investigaciones cienáficas: estudios meteorológicos, exploración y observación de la Tierra eléctricos y electrónicos, que ahora se fabrican, cada vez son más solicitados en la mayoría de las tecnologías presentes. En particular, la construcción de satélites miniamrizados exige una gran demanda de ellos, pero y muchos más en astronomía. De igual manera, otros han sido construidos para fines militares y de defensa. La inversión económica en la planeación, diseño y construcción de un satélite artificial es bastante elevada, debido a que, para su desarrollo, se requiere la mejor para validar su desempeño en el espacio. Tales pruebas pueden comprender: alto vacío, choque térmico, radiación electromagnética, etcétera. tecnología de vanguardía y de w1 personal altamente calificado. Tanto la Unión Europea como los Estados Unidos de América, así como el resto de los países desarrollados, cuentan con un gran número de satélites puestos en órbita y se han preocupado por establecer programas de capacitación para sus futuras generaciones de ingenieros (Walker et al, 2010). En contraste, en proyectos de investigación, en los que algunos instrumentos compactos pueden ser integrados en su 10 exige también que dichos componentes sean sometidos a las pruebas correspondientes, según los estándares, Estos pequeños satélites juegan un papel muy importante no sólo en el sector académico, también carga útil. Pero, sobre todo, son importantes porque el tiempo y costo para construirlos es muy reducido en comparación con los satélites de tan1año estándar. La sustitución de los satélites de gran tan1año por constelaciones de satélites pequeños se está convirtien- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �do en una alternativa de mucho interés tanto para las agencias espaciales como para las instituciones académicas y las empresas dedicadas al sector espacial, por lo que, ahora, destinan parre de sus recursos económicos a la miniaturiza.ción de los satélites para Uevar a cabo sus misiones. CLASIFICACIÓN DE SATÉLITES ARTIFICIALES Los satélites artificiales pueden ser clasificados de diferentes maneras: tamaño, cosco, función, tipo de órbita, etcétera, pero su clasificación por masa casi siempre suele estar relacionada directan1ente con los coseos de lanzamiento para la puesta en órbita. En la tabla I se muestra una clasificación general adoptada en los últimos años. Tabla l. Clasificación de los satélites por masa Tipo Grandes satél ites Medianos satél ites Minisalélites Microsatél ites Nanosatélites Picosalélites Femtosatélites Masa en (kg] Mayor que 1000 500 a 1000 100 a500 t oa 100 1 a 10 0. 1 a 1 Menor que 0. 1 PICOSATÉLITES CANSAT El concepto cansar ( Can-Satellite, por sus siglas en inglés) fue propuesto en 1999 por el profesor Roben Twiggs, del Laboratorio de Desarrollo Espacial de la Universidad de Stanford (Twiggs, 1998). Su principal objetivo era transmitir a los estudiantes los conceptos básicos para el diseño y construcción de satélites. Un cansar consiste en w1a plataforma que simula un sistema espacial; en este caso, es un picosatélite que cabe en una lata de refresco. El conocimiento de estos simuladores se ha di- CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 fundido en mucl10s países del mundo, por lo que sus instituciones educativas lo tienen establecido como un modelo complementario para la formación de sus alumnos (Wang y Grande, 2011; Carrasco y Vázquez, 201 4; ylund y Antonsen, 2007), porque a través de su diseño, construcción y pruebas, se les proporcionan los conceptos operacionales de una misión espacial y, en la práctica, estos dispositivos pueden ser utiliza.dos como una herramienta poderosa, si se combinan e integran con instrumentos científicos para real.izar experimentos profesionales de mayor envergadura (Colín, 2015). Los cansar no son puestos en órbita, pero pueden lanzarse a diferentes alturas mediante un cohete, un globo sonda, un avión a escala o un multirocor de control remoto. Para completar su misión , deben ser complecan1ente autónomos. Durante su descenso (que puede ser en paracaídas u otro medio), deben transmitir información por telemetría hacia una estación terrena conectada a una computadora portátil. La misión puede consistir únicamente en transmitir datos, efectuar recamos controlados o probar pequeños mecanismos de despliegue. Los cansar se utilizan como una introducción a la tecnología espacial debido al bajo cosco, corto tiempo de preparación y la simplicidad de sus diseños, comparados con otros proyectos que pueden resul car largos y costosos. DESCRIPCIÓN FÍSICA DE UN CANSAT Los diseños y configuraciones de un cansar son muy variados, ya q ue dependen sobre todo de las misiones que se realizarán. Como un ejemplo, se describe un prototipo construido en diciembre de 2014, durante un curso patrocinado por la Agencia Espacial Mexicana (2016) en uno de sus proyectos para la formación y capacitación de profesores mexicanos. En la figura 1 se muestran los componentes principales que constituyen los subsistemas de un cansat. El �subsistema de la computadora de vuelo está compuesto por un microcontrolador Arduino Pro-mini 328, que dispone de un chip Atmega328, operando a 8 MHz. El subsistema de potencia emplea una batería recargable de polímero de Ütio de 3.7 V, con una capacidad de carga de 1.2 mAh para alimentar codo el sistema. Cada uno de los subsistemas está conectado en ere sí para formar todo el sistema, como se muestra en la figura 2, en donde el ensamble es comparado con una laca de refresco. La figura 3 nos muestra el sistema compleco, introducido en la laca de refresco. Se debe tomar en cuenta que el mecanismo de También cuenca con una microcámara 808 Car Key para la grabación de video y captura de fotografía durante el vuelo. Esta cámara tiene una resolución de imagen 720x480 y cuenta con su propia batería. El subsistema de comunicación comprende un módulo transmisor compuesto de una antena XBee, que utiliza el protocolo de comunicaciones inalámbrico Zigbee (IEEE 802. 15 .4). El módulo receptor consiste en una antena de ca.racceríscicas similares, conectada a una descenso es un elemento adicional, externo al sistema. Un paracaídas, por ejemplo, podría estar sujetado con sus hilos en el aro superior de esta laca. El lenguaje de programación comúnmente utilizado para este sistema es el Arduino, no sólo porque la configuración de los elementos principales de cada subsistema es compatible con este lenguaje, sino porque es didáctico y relativamente fácil de aprender para los estudiantes. Además, es útil en otras aplicaciones de las carreras de ingeniería.. La figura. 4 nos muestra un fragmento del código computadora portátil que, en conjunto, forman la estación terrena. Además, para conocer su ubicació n en codo momento, el cansat tiene instalado un sistema de posicionamiento global o GPS (Global Position System, por sus siglas en inglés) modelo GP635T, cuyas pequeñas dimensiones lo hacen ideal para esta aplicación. Finalmente, el subsistema de la misión cuenta con un sensor de temperatura y humedad DHTl l con salida de datos digital y una tarjeta Arduino que contiene un acelerómecro ADXL345 , un giroscopio L3G4200D , un compás HMC5883L y un barómetro BMP085 para medir la presión a diferentes alturas. utilizado para medir los parámetros físicos con los sensores DHTl 1 y BMP085. En escas lineas se da la orden para realizar una lectura y escribirla en la pamalla de la computadora para monitorear el funciona.miento, como puede verse en la figura 5. Cada lectura adquirida es almacenada en un archivo de datos para luego proceder a construir su respectiva gráfica. Figu ra 2. Ensamble del sisrema, comparan do su camatio. con el de una lata de refresco. Rgura 1. Cuatro subsi.srema.s q ue conform3n la configuración bis ica de y de izquierda a derecha: subsisrema w1 sistema c.ansar. De arriba a bajo de computadora, subsistema de Potencia, .subsisrema de comunicación y subsiscenia de la misió n. 12 Figura 3. Sistema cansa, complero, introducido en el in terior de una laca de refresco. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �-. . Figura 4. Fragmenm del código e.«:rho en Arduino pa.ra obtener los parimecros fukos de rem perarnra, presión y alrura. e investigadores de diferentes países, con el fin de extender estos conocimientos en sus lugares de origen y para establecer puntos de contacto y colaboración. Con este programa se pretende que los estudiantes de las instituciones superiores puedan tener acceso y participación en proyectos del espacio. El programa tiene una duración de cuatro semanas. En las dos primeras se imparten los contenidos teóricos vía Internet. Las dos últimas son presenciales para el entrenamiento, en donde los participantes llevan a cabo el ensamble y las pruebas necesarias para la caracterización del modelo o prototipo. Año tras año, el CLTP pre.senta nuevos prototipos, como es el caso del modelo i-CanSat versión 6, en el que implementaron una batería alcal ina comercial de 9 V, con nuevos componentes electrónicos, poco cableado y la cámara de fotografía que ahora se encuentra integrada en el mismo circuito de la tarjeta PCB. Este modelo también puede ser integrado en un envase de tereftalato de polietileno (polyethylene terephtalate, PET, por sus siglas en inglés), que cumpla con las dimensiones de una lata de refresco. En la figura 6 se muestra el i-CanSat versión 6 y en el fondo se aprecia la carátula del manual de ensamble, en el que se describe todo el procedimiento y las pruebas que se llevaron a cabo durante el sexto programa de entrenamiento, en la ciudad de Sapporo, Japón, en agosto de 2015. Figura 5. Resu]e,dos o brenidos en el t.borarorio con el cansar operativo en modo de prueba. Los resultados que se muestran en la figura 5 fueron obtenidos en el laboratorio, debido a que las condiciones ambientales en el exterior no fueron favorables para realizar la práctica de vuelo en la fecha programada. RESULTADOS Además de las pruebas de funcionamiento y operación que se hicieron durante y después del ensamble, se rea- UN PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA LÍDERES EN PICOSATÉLITES CANSAT En 201 l, el Consorcio de Universidades para la Ingeniería del Espacio (Universiry Space Engineering Consortium , UNISEC, por sus siglas en inglés) (UNISEC, 2015), en colaboración con la Universidad de Hokkaido, Japón (Hokkaido Universiry, 20 l 5) comenzaron el programa anual de entrenanliento para la formación de líderes en picosatélites cansar (CanSat Leader Training Program, CLTP, por sus siglas en inglé.s) (CLTP7, 2015). El principal objetivo de este programa es proporcionar la capacitación a profesore.s C IEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 Figura 6. Modelo i-CanSar versión 6 lisro para inregrarlo en un envase de PET de345 mL �)izaron dos pruebas complementarias para verificar la operatividad del i-CanSat bajo condiciones extremas: la primera, someóéndolo a un ambiente de vacío térmico a temperaturas de O hasta 40ºC durante dos horas y la segunda sobre una mesa vibratoria, sometido a frecuencias de 5 a 2000 Hz, con aceleración media de 1.4 G en un lapso de 7 s. Para verificar el despliegue del paracaídas se realizó una tercera prueba, lanzando el i-CanSat por la ventana de un edificio a una altura de nueve metros. Todas las pruebas fueron superadas con éxito. Luego procedimos a preparar el lanzamiento mediante un cohete basado en un modelo de papel, diseñado por la empresa Uematsu Elecuic Co. Ltd. , especializada en la fabricación de cohetes profesionales. Este cohete fue armado y ensamblado por cada parócipante, ya que forma parte del programa de entrenamiento. En la figura 7 se observa el i-CanSat, antes de ser introducido como elemento de carga del cohete. Se aprecia, también, el momento de despegue en la plataforma, donde es propulsado por un cartucho comercial de propelente sólido La figura 8 nos muestra el momento de separación del cohete, cuando ha alcanzado su máxima altura (I 00 m aproximadamente). Se aprecia el des pliegue completo de los tres paracaídas y el descenso hasta w1os instantes justo anees del aterrizaje. En la figura 9 se muestran cuatro fotografías tomadas a diferentes alturas durante el descenso. Nótese que el lugar es un área restringida en un campo despejado, con escasa circulación vehicular. Figur:i 8. Erapa de separación del cohere a una alrura aprox:im.ida de 100 m. Aquí se aprecia el despliegue de los rres paracaídas y el descen<0 del i-CanSar has-ta unos instan tes justo ames del arerri:z..ije. Figura 9. Fmografi:is ob,enidas a diferentes alruras duran re el descenso. Esca prueba se realizó en las instalaciones de la empresa patrocinadora del cohete, ubicada a unos 100 km fuera de la ciudad. La misión en vuelo tuvo una duración de 250 segundos, comando desde la preparación de la plataforma hasta el punto de aterrizaje. Los resultados obtenidos se muestran en las fotografías de la figura 9 y en las gráficas de las figuras 1O y 11. En estas gráficas se observa un cambio abrupto en las curvas cuando transcurrieron 200 segundos; esto corresponde con el momento de separación del cohete y descenso del Figura 7. Izquierda: i-CanSat ames de imroducirlo en el oohere. Derecha: momemo del lan73mienro del cohete. 11 14 i-CanSac. Durante el descenso, en los últimos 50 segundos, se observa un can1bio de temperatura de poco más de medio grado cenúgrado, lo que nos indica la diferencia de temperaruras entre el interior y el exterior del cohete. CIENCIA UANL / AÑO 19, N o. 81, SEPTIEM BRE-OCTUBRE 20 16 �En contraste, la humedad mostró w1a disminución de 5% durante el descenso. Para el acelerómecro se observa una aceleración constante en los ejes xyz durante el ascenso, pero al descender, los cambios son abruptos debido al movimiento del i-CanSat. Lo mismo ocurre con la velocidad angular del giroscopio en uno de sus ejes. Finalmente, coda la trayectoria del ascenso y descenso está proyectada en un área de 50 x 50 m 2 con las coordenadas del GPS. ]! 2 NI 0 ~ -2 ]! 2 conocimientos básicos y los principios de operación esenciales de una misión espacial. Además, pueden ser diseñados y construidos utilizando componentes electrónicos comerciales; los códigos y la programación pueden hacerse mediante una computadora personal. < ·2 ]! 2 1 - ~ - ' - - - ' - - - ' ' - - - - " - ' - - - - , 0 i :;aooot-~-------------, ...'e! ·2 o ....~ooo t-~-------------, ~000 'E La importancia de estos mecanismos es que permiten la integración de pequeños instrumentos en su carga útil. En la práctica, estos dispositivos pueden resultar una herranuenca muy poderosa al combinarlos con meca11ismos científicos en experimentos profesionales. Los programas de entrenanuenco en picosacélices o i] l OOO 781::::::::::::::::;:;:=-"'-=-:::::::::::::::::::----, iI 75 72 225.8 i,-~-'--~-'--~---''---::::=r'- ~""'I 1- 25.5 50 100 200 150 250 Tierrpo (S egJ Figura 10. Resulrados obren idos d ura nce la misión en vuelo. De arriba abajo: aceleración en los ejes xyza velocidad angular de los giroscopios I y 2; humedad y ,emperarura. 141.99960 141.9995S ~ 141 .99945 ~ 141.99940 [ sector espacial, nos brindan la oportunidad de traer estos conocimientos para transmitirlos a nuestros estudiantes, con el fin de motivarlos a incursionar en Colín; Antonio Gómez Roa) forman parce del capítulo UNISEC-Mexico- orth (UNISEC-México, 2016) , 141.99950 51) que se ofrecen en el extranjero, a través de instituciones que cuentan con una trayectoria de experiencia en el este sector educativo. A la fecha, México cuenta con ocho profesores mexicanos que han obtenido la certificación del CLTP. Tres de ellos (Bárbara Bermúdez Reyes; Ángel Sánchez 141.9996S [ universidades públicas. Una manera de afrontar la dificultad presupuescal en materia de educación espacial en nuestro país es abordar este problema utilizando proyectos educativos económicos. Los simuladores de satélite cansar son una buena alternativa, ya que proporcionan los 1----~-'---'---''---'~----< ::;, o tr , . , N \ - -- - - - - - - - 1 ,I' X ción superior de los países que se encuentran en vías de desarrollo. Es evidente que construir pequeños satélites es mucho más barato que hacer dispositivos de grandes dimensiones, destinados a la ciencia o a las comunicaciones; no obstante, el cosco de estos pequeños satélites todavía sigue siendo muy elevado para las establecido para crear una red nacional e internacional de colaboración entre estudiantes y profesores, en actividades académicas y en proyectos educativos que estén relacionados con el espacio. 141.99935 141 .99930 141.99925 43.5795 43.5796 43.5797 43.5798 43.5799 43.5800 AGRADECIMIENTOS Latitud [g-adas] Figura 11 . Trayecroria de ascenso y descenso mediance el G PS. CONCLUSIONES Los picosacélices educativos cansar están desempeñando un papel muy importante en las instituciones de educa- CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Este trabajo fue financiado en parte por Promep (proyecto DSNI03.5/14/108I2), por la Agencia Espacial Mexicana (proyecto Conacyc-AEM-2014-0 l-24 8438) y por la Dirección de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM-UANL). �El autor agradece al Prof. Tsuyoshi Totani, al Dr. Kim Sangkyun y a los asistentes del CLTP6 por su apoyo durante el enuenamiem o. ylund, A. , y Antonsen, J. (2007). CanSat- Gmeral introdudibn and ed11ca~Íb11al advantages. Consultado el 20 de noviembre de 2015. https://www. narom .no/wp-contenúuploads/2016/08/ CANSAT-General-inrroouction-and-educational-advantages. REFERENCI.A S Agencia Espacial Mexicana. (20 16). Consultado el 29 de septiem• bre de 2016, http://www.educacionespacial. aem. gob.mx/ cansat.html Canasco D., R. y Vázqucz H., S. 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En La culturas originarias de nuestro país, podemos encontrar, dentro de las crónicas y códices mexicas y mayas, un sinnúmero de leyendas y estudios sobre el espacio, desde las leyendas de Quetzalcóacl y Kukulkán, que bajaban del espacio a la Tierra en el equinoccio de primavera (Esquivelzeta, 2008: pp. 18-19), hasta arquitectura y en el arte prehispánico. Para hablar de la historia de la industria aeroespacial es necesario identificar que ésta es el resultado conjunto de las industrias aeronáutica y espacial: la prin1era tiene su can1po de estudio en la troposfera - la primera capa de la armosfera- donde se llevan a cabo la mayor parte de CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 los vuelos de las aeronaves, y la segunda va más allá de la termosfera, incluso en el espacio exterior, ysu principal campo son Las comunicaciones con los saréüces. Sin em • Fuera Aérea Mexicana. Contacto: amezcUáneguer@hotmail.com �bargo, como es evidence, escas dos ind ustrias van de la Díaz que se comenzó a reconocer en los estudios aeronáu- mano, debido a que, primeramente hay que pasar por la troposfera y por el estudio de la aeronáutica para poder llegar al espacio exterior. El presente trabajo tiene la finalidad de hacer un breve recuento histórico, hasta nuestros días, de los ticos una verdadera utilidad para fines militares. El 17 de diciembre de 1909 se nombró al teniente del Cuerpo de Ingenieros Constructores, Federico Cervantes Muñozcano, para que marchara a Francia a realizar estudios sobre aerostación militar y los necesarios para la organización aspectos más relevantes de la aeronáutica y de la industria espacial en México, a fin de obtener un panorama general del estado de la industria aeroespacial nacional y conocer sus altas y bajas a través de los años. de una compañía de señales en el ejército (Cámara de Diputados et aL, citada en Hernández 2015). Con estos hechos y otros más, se sembró la semilla de los esrudios en materia aeronáutica en México, al LOS ORÍGENES DE LA AERONÁUTICA inicio con fines demostrativos y de espectáculo, pero siempre bajo la consigna de un empleo para fines EN MÉXICO Para poder a hablar de la historia de la industria aeroespacial en México, es necesario hablar también de sus orígenes aeronáuticos, que se remoncan a los estudios de aerostación desde las épocas del Virreinato de la Nueva Espaúa, cuyo registro más antiguo data de 1784. Muchos de esos estudios llegaron a nuestro país por medio de espectáculos extranjeros, sin embargo, en 1842, siendo presidence de la nación Amonio López de Sanca Anna, el ingeniero Benito León Acosta inicia sus primeros ascensos en un globo aerostático. Asimismo, son relevantes los estudios de aeroscación que realizó el ingeniero Joaquín de la Cantolla y Rico, quien, en 1863, durante el Segundo Imperio Mexicano, construyó tres globos aerostáticos: el Moctezuma I, Moctezwna fI ye! Vulcano. Incluso hoy en día, muchos mexicanos, al referirse a un globo de aire caliente de cualquier tamaño, lo suelen llamar globo de Cantolla (Nava, 2016). Posteriormente, a finales del siglo XIX e inicios del XX, en nuestro país la aerostació n fue considerada como un simple espectáculo; en cambio, países como Francia, Italia, Alemania y Estados Unidos lograron grandes avances en aerostación y su empleo para fines militares. No fue sino hasta finales del gobierno de Porfirio 18 militares, como el de Alberto Branilf que, en 1910, realizó el primer vuelo motorizado en México y América Latina, seguido por entusiastas de la aviación como Miguel Lebrija (Cámara de Diputados et al., citada en Hernández 2015). El éxito de los espectáculos aéreos, en codo el mundo, propició que, el 19 de febrero de 1911 , la empresa Moisant Incernational Aviators realizara una gira en México, a fin de promocionar la comercialización de sus aviones. Se hicieron demostraciones enfocadas a exponer la eficacia de los medios aéreos en campañas militares (Cámara de Diputados et al, citada en Hernández 2015). Por las mismas fechas, durante el periodo posterior a la salida de Porfirio Díaz, durante el gobierno interino de Francisco León de la Barra, se registró w1 intento de formar un cuerpo de aeronáutica militar con una escuadrilla de aviones y la primera Escuela Militar de Aviación, sin éxito por falca de tiempo y presupuesto. Sin embargo, no fue hasta el gobierno de Francisco I. Madero, cuando, el 30 de noviembre de 1911 , éste fue invitado a participar en un vuelo de exhibición, a bordo de un avión Deperdussin de dos plazas, convirtiéndose en el primer mandatario en funciones en volar un aeroplano. Así, Madero quedó impresionado y decidió autorizar la compra de cinco aviones, por lo cual mandó a estudiar a cinco mexicanos a la escuela Moisanc Avia- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �tion School en Nueva York, que luego serían conocidos como los "primeros cinco" (Nava, 2016). Posteriormente, se presentaron nuevos proyectos ame la Secretaría de Guerra y Marina para formar el cuerpo de aviadores miÜtares, algunos incluían la construcción de aeronaves en México; por asuntos Milicia Auxiliar del Ejército Federal. Asinúsmo, mandó a estudiar aviación en Francia a treinta alumnos de la Escuela Militar de Aspirantes. Este hecho es de gran imponancia para la aeronáutica nacional, ya que algunos de estos primeros pilotos militares mexicanos fueron los pioneros de la aviación civil en México (Nava, 2016). presupuestales, dichos proyectos no prosperaron. Sin embargo, estos hechos tuvieron un impacco en muchos entusiastas como los hermanos Juan Pablo y Eduardo AJdasoro , quienes , en 1912, lograron construir el primer motor de explosión interna para un avión en México (Secretaría de la Defensa Nacional y Secretaría de Marina Armada de México, 2013). Después del asesinato de Madero, el 19 de febrero de 1913, la nación se convulsionó en una lucha armada entre el usurpador Victoriano Huena y las Fuerzas Constitucionalistas lideradas por Venustiano Carranza, Otro dato releva.me es que, para el I 5 de noviembre de 1915, se crea la Escuela a.cional de Aviación (ENA) por lo que el destino de la aviación mexicana tomó un nuevo camino (Cámara de Diputados et al., citada en Hernández 2015). Viccoriano Huerta, consciente de la importancia de contar con esta nueva tecnología, el 7 de abril de 1913, rewúó en los llanos de Balbuena a Miguel Lebrija, Horado Ruiz Gabiño, Juan Guillermo Villasana y Anconio Sánchez Saldaña, a fin de llevar a cabo unas pruebas aéreas, conformando la primera Escuadrüla Aérea de la y los T a.lleres acionales de Construcciones Aeronáuticas (TNCA), impulsados por el piloto aviador militar Alberto Salinas, quien en tan sólo cinco años - y a pesar de lo convulsionado que se encontraba el país y con las carencias materiales que originó la Primera Guerra Mundial- logró crear una industria aeronáutica de calidad. La aviación militar mexicana se volvió totalmente autosuficiente; se construyeron aeronaves y refacciones para la conservación y mantenimiento de la Boca aérea, la cual contaba ya con 58 naves, la mayor parte de consFigu,a 1. Juan Guillermo Villasana a bordo de un pro1ocipo de helicóptero que él mism o diseñó (Cámara de Dipu1ado,. LXII Legíslarura "ni., citada en Hern:índez, 20 14). �rrucción mexicana, como las aeronaves serie A y serie H, con motores Aztalt y hélices Anáhuac (DáviJa, 2003) . A pesar de ser un periodo de grandes convulsiones para el país, los finales de la década de 191 Oy la década de 1920 son consideradas como las épocas de oro para la aviación mexicana, ya que es cuando la industria aeronáutica alcanzó su cúspide, impulsada por los ción económica del país y las continuas rebeliones (delahuertisca, cristera, escobarista, serrano-gomista, cedülisca, del yaqui) no permitieron que la industria despegara en forma permanente. Los T CA pasaron a manos extranjeras sin que lograran producir un solo avión. Con la entrada de México a la Segunda Guerra Mundial , las compras al extranjero se convirtieron primeros pilotos militares. También se registraron grandes hazañas, como el primer correo aéreo en México en 1917, las primeras maniobras acrobáticas en 1918, así como los vuelos de larga distancia sin escalas en una constante y los T CA fueron poco a poco limitándose a labores de mantenimiento (Cámara de Diputados et al, citada en Hemández 2015) . Hasta ahora, sólo se han mencionado algunos he- México-Washington, Cuba y Centroamérica en 1928; vuelos de buena voluntad en Centro y Sudamérica en 1929 y México-Nueva York en 1930, entre otras. Estas hazañas fueron el impulso para la creación de compañías civiles, primeramente con la creación de la "Mesa de navegación aérea", durante el gobierno de Pascual Orriz Rubio, que dio origen a la actual D irección General de Aeronáutica Civil, dirigida por Juan Guillermo Villasana y, también, con la creación de compañías como Mexicana de Aviación y Aeroméxico {Nava, 2016). chos relevantes de los inicios de la aviación en México, los cuales tienen sus orígenes con fines militares. Sin lugar a dudas, existen muchos hechos más, sin embargo, lo que se pretende demostrar es la importancia del vínculo entre la industria militar aeronáutica y la industria aeronáutica nacional que tuvieron una cuna en común. Para 1923, y hasta la Segunda Guerra Mundial, ya se habían construido en México más de cien aeronaves, como los Sesquiplanos Azcárate, los bimotores Lascurian, lo biplanos Ares, los monoplanos Teziuclán, los Baja California (el BC-1, BC-2 y el BC-3), estos últimos fabricados en Tijuana por Flavio Rivera, entre muchos otros (Nava, 2016). No obstante el impulso de la industria aeronáutica en México durante los años veinte y treinta, la situa20 LA INDUSTRIA ESPACIAL Y LA HISTORIASATEUTAL DE MÉXICO La industria aeroespacial a nivel mundial tiene su origen y su mayor auge principalmente después de la Segunda Guerra Mundial, cuando el mundo quedó dividido en dos polos ideológicos, periodo conocido como la Guerra Fría. Esta época se caracterizó por un rápido avance en la industria aeronáutica, los motores a reacción y las turbinas comenzaron a sustituir a los grandes motores radiales recíprocos y, posteriormente, las amenazas de una guerra nuclear obligaron a los países a retomar los CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �estudios en lanzamiento de cohetes balísticos, lo que dio origen a la llamada "carrera espacial", en la que la Unión Soviética se disputó la supremacía espacial con Estados Unidos por décadas (Dávila, 2003). El Año Geofísico Internacional, que se celebró en 1957-1958, fue el punto de partida para que la comunidad internacional formulara el programa de actividades espaciales más ambicioso en la historia, que incluyó la puesta en órbita del primer satélite artificial en 1957, el lanzamiento de más de mil objetos al espacio ulcracerrestre con fines de estudio y el arribo del hombre a la luna en 1969 (Dávila, 2003). La carrera espacial también logró impactar a nuestro país, y el 1Ode agosto de 1962, durante el gobierno de Adolfo López Maceos, se crea la Comisión acional del Espacio Exterior (CNEE), cuyo principal objetivo fue controlar y fomentar, en México, codo lo relacionado con la investigación, exploración y utilización con fines pacíficos del espacio exterior (Dávila, 2003). La misión fundamental que se le asignó a este organismo gubernamental fue utilizar con finalidades prácticas los beneficios que se derivan de la tecnología espacial, como las comunicaciones, meteorología, estudios de la Tierra, percepción remota, entre otros. Uno de sus principales estudios consistió en el desarrollo de cohetes-sonda para fines meteorológicos, como el MITL I, que podía levantar una carga útil de ocho kilogramos y volar a más de 55 kilómetros, el HULTE I, cohete que tenía dos etapas y el MITL II, con más capacidad de peso que su predecesor (Dávila, 2003). En ese mismo año, 1962, la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), a través de su Instituto de Geofísica, creó el Departamento del Espacio Exterior, hoy Departamento de Ciencias Espaciales (Dávila, 2003). Para 1968, la necesidad de contar con un sistema sacelital para la transmisión mundial de los juegos olímpicos, obligó al gobierno a afiliarse al sistema sateUtal lntelsat y se construyó, en el estado de Hidalgo, la primera estación terrena del país, rentando un satélite ATS-3, propiedad de la NASA. Dos años después se inició el uso del satélite para fines domésticos (Cinvestav, 2015). Cuando codo parecía indicar que nuestro país entraba de lleno en la carrera espacial, y a pesar de los éxitos obtenidos, la C EE, desafortunadamente, desaparece en 1977, durante el gobierno de José CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 López Porrillo, cuando nuestro país vivía una de las crisis económicas más fuerces hasta ese momento, y la investigación en materia espacial entró en aislamiento por muchos años, con proyectos autónomos pero sin coordinación ni participación del Gobierno Federal (D ávila, 2003; Cinvestav, 2015). En 1982, México adquiere su primer paquete de satélites propios, conocido como Sistema Morelos. Los satélites Morelos I y Morelos II fueron puestos en órbita en 1985 , para su manejo se creó Telecomunicaciones de México (Telecomm). Durante la puesta en órbita del Morelos II, el lng. Rodolfo Neri Vela, a bordo del transbordador Atlantis, se convierte en el primer y único astronauta mexicano 1 (Cinvesrav, 2015). El mencionado organismo descentralizado (Telecomm), en 1993, obtiene un segundo paquete de satélites, llamado Sistema Solidaridad. Ese mismo año se lleva a cabo la puesta en órbita del Solidaridad I y en 1994 el Solidaridad II, al tiempo que se daba de baja al Morelos I (Cinvesrav, 2015). Sin embargo, a pesar del impulso del gobierno y la fuerte inversión que se hizo para la adquisición de estos sistemas, la tecnología seguía dependiendo del extranjero. De manera simultánea, la UNAM crea el Programa Universitario de Investigación y Desarrollo Espacial (PUIDE), que, en 1991 , inicia con la construcción y el diseño del primer satélite, l 00% construido en México, el UNAMSAT-1, destruido en su lanzamiento en 1995. Un año después se pone en órbita el UNAMSAT-8, que funcionó aproximadamente un año (Secretaría de Comunicaciones y Transportes, 2011). Ex.i ten otro astronautas de ascendencia mexicana como José Hernández, sin embargo, éste naci6 en Estados Unidos y es de nacionalidad estadounidense, por lo que no se considera como 1 astronaiuta mexicano �En 1990 se fundó la Sociedad Espacial Mexicana, A.C. (SEM) , que trabajó para impulsar el sector en algunas escuelas mexicanas y en proyectos de cohetes de aficionados, pero con poco impacto en el resto del país y de la sociedad. Existieron otros proyectos satelitales mexicanos como el SATEX-1, que comenzó en I 994, desarrollados por un consorcio de instituciones mexicanas con el patrocinio y la coordinación del extinto Instituto Mexicano de Telecomunicaciones, participaron: el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE}, el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instiruto Politécnico Nacional (IPN ), el Instiruto de Investigaciones Eléctricas (IEE), el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), el Instituto de Ingeniería de la UNAM, la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ES IME) unidad Zacatenco y unidad Ticomán del IP y la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP}. Éste ha sido uno de los proyectos interinstirucionales más ambiciosos por la cantidad de científicos e instituciones involucradas, sin embargo, nuevamente la falta de apoyos económicos y la desaparición del Instituto Mexicano de Telecomunicaciones originaron que el proyecto se detuviera cuando llevaba más de 80% de avance (Secretaría de Comunicaciones y Transportes, 201 l). 22 Figur:i 3. Mlpa de las ubicaciones de los dúner aeronáuticos (elaboración del a111or) . Todo parecía indicar que, en la década de los noventa, la industria espacial mexicana volvía a renacer, pero en 1997 recibe un nuevo golpe, cuando el gobierno mexicano pone a la venta el sistema satelital del país a través de Satélites Mexicanos, SA. de C.V. (Sacmex), el cual queda bajo el control de la compañía norteamericana Principia Lora! Space & Communications. o fue hasta 2010 cuando el gobierno mexicano anunció la creación de un nuevo sistema satelital para seguridad nacional, llan1ado Mexsat, que consta de tres satélites: el Bicentenario, puesto en órbita exitosamente el l 9 de diciembre de 20 I 2; el Centenario, destruido CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �durante su lanzamiento el 16 de mayo de 2015, y el Morelos III, funcionando desde el 2 de octubre del mis- de ciudadanos que pretende demostrar que la realidad puede ser cambiada y que nuestro país puede avanzar mo año. Este sistema es administrado por Telecomw1icaciones de México (Telecomm-Telégrafos). Cabe señalar en las tecnologías espaciales de bajo costo. La. historia de la industria aeroespacial en México que el nuevo sistema satelital está nueva.mente en manos del Gobierno Federal, la tecnología. se vuelve a adquirir cuenta con un sinnúmero de proyectos impulsados por entusiastas investigadores del desarrollo tecnológico aeroespacial, proyectos como Satedu, que es un satélite educativo, diseñado y fabricado por el Insti- en el extranjero - son construidos por la Boeing Satellite Systems lnterna.tional, Inc.- (Mendieta et al 2002). A pesar de la falta de apoyo económico, la industria aeroespacial sigue creciendo a grandes pasos en nuestro tuto de Ingeniería de la UNAM, pa.ra ser empleado en laboratorios escolares y aulas de da.ses; el proyecto país. En la última década, México se ha colocado entre las naciones líderes en manufactura aeronáutica y aeroespacial con más de 287 empresas, en su mayoría extranjeras, que generan una gran cantidad de empleos, pero, sobre todo y más importante, que crean a su alre- Sensat, diseñado por el CICESE, que se basa en la investigación de microsatélites como una continuación del proyecto Satex; así como proyectos de muchos estudiantes universitarios que se aventuran a estudiar el espacio con globos aerostáticos, cohetes, aeronaves dedor otras empresas nacionales vinculadas al sector, lo que convierte a las grandes compañías en organismos no tripuladas, estudios de astrofísica y astronómicos_, entre otros, los cuales sería imposible mencionar en madre con empresas más pequeñas en su entorno. Este conjunto de industrias conforman los grandes ciusters un trabajo como éste, sin embargo, existen y son el motor pa.ra el impulso de la investigación aeroespacial en México (Pacheco et al. 2013). La. relevancia de este último aspecto radica precisamente en el vínculo que existe entre la aeronáutica y lo espacial, ya que una gran parte de los profesionistas aeronáuticos en va.ríos estados de la república. Como consecuencia, se ha generado la necesidad de que estas entidades transformen sus sistemas educativos y creen carreras relacionadas al medio aeronáutico pa.ra poder competir en el ramo y proveer a estos clusters de personal capacitado. Así es como aparecen las escuelas aeronáuticas más importantes del país: el ESIME Ticomán del IPN; el Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica (CHIA) de la Universidad Autónoma de uevo León (UANL), uno de los ceneros de investigación aeronáutica más modernos del país; la Universidad Aeronáutica de Queréta.ro (Unaq), entre otras. Todas ellas generan una gran cantidad de profesionales pa.ra la industria aeroespacial nacional. De esta forma, nuestro país entra al siglo XXI con un nuevo impulso en la industria aeroespacial, y con recursos humanos capacitados. Así lo demuestra el proyecto Ulises I, que inició, en 201 O, el Colectivo Espacial Mexicano, el cual consiste en la. integración de un nanosatelite. Dicho proyecto atrajo la mirada tanto de instituciones nacionales como de extranjeras, ya que es promovido y patrocinado por un grupo CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 egresados de las escuelas aeronáuticas se están especializando en materia aeroespacial (Pacheco et al. 2013). LA AGENCIA ESPACIAL MEXICANA (AEM) Con la creación de la Agencia Espacial Mexicana en 201 O, se abrió - para nuestro país- una nueva coyuntura para desarrollar y consolidar una industria aeroespacial. Se abrieron, a su ve:z., áreas de oportunidad en electrónica, aviónica, telecomunicaciones, enrre otras, con metas como la fabricación de satélites con mano de obra y tecnología mexicana, convirtiéndose esta agencia de la administración pública federal en un vinculador e impulsor del sector (Agencia Espacial Mexicana, 2015). No fue fáci l crear este organismo, tuvieron que pasar muchos años para que se lograra, ya que después de la disolución del C EE , en 19 77, muchos investigadores intentaron impulsar, sin éxito, la creación de un nuevo organismo que �diera dirección a las investigaciones aeroespaciales. No fue sino hasta 2005 que unos jóvenes entusiastas fundaron una sociedad llamada Aexa, para impulsar la creación de una agencia espacial en México. Pre- los con las principales agencias espaciales del mundo. Tan sólo a un año desu funciona.miento como agencia espacial, se logró que México ganara la cede para el 67 Congreso Internacional de Astronáutica a celebrarse sentaron una iniciativa de ley ame la Cámara de Diputados, la cual fue aprobada en 2006 y turnada a la en G uadalajara en 2016, considerado como uno de los eventos internacionales más importantes dentro Cámara de Senadores, en donde se organizaron foros de consulta nacionales para integrar a la comunidad científica. Después de una serie de modificaciones, la iniciativa fue aprobada por el Senado el 4 de noviembre de 2008. El proyecto fue regresado a la cámara de origen para someterse a un segundo análisis y ronda del sector aeroespacial internacional. de votaciones (Agencia Espacial Mexicana, 20 15). Así es como, para el 31 de julio de 201 O, la ley que crea la AEM fue promulgada, sin embargo, este organismo no comenzó a funcionar de manera inmediata. Se conformó primero la. Junta de Gobierno, integrada por secretarías de Estado e instituciones de educación superior, se crearon nuevos foros de consulta pública a nivel nacional, a los que se invitó otra vez a la comunidad científica y se publicaron las líneas generales de política espacial de México. No fue hasta el 2 de noviembre de 201 1 que se nombró a su primer director general, el Dr. Francisco Javier Mendieta Jiménez, quien tuvo que presentar un proyecto de programa nacional de actividades espaciales y un estatuto orgánico para la agencia, por lo que la Agencia Espacial Mexicana, prácticamente comenzó sus funciones reales el 1 de marzo de 2013 (ProMéxico, 2012). Como se puede apreciar, la Agencia Espacial Mexicana es un organismo muy joven, con un presupuesto muy limitado y con menos de cuatro años de estar en funciones, sin embargo, ha logrado ser un gran impulsor del sector, creó el primer plan nacional para la industria aeroespacial del país, llamado Plan de Órbita que, jumo con ProMéxico, promueve esta industria y la vincula al sector aeronáutico existente a través del llamado Plan de Vuelo. Estos dos planes representan las principales guías de la industria aeroespacial nacional. En la actualidad, cada año, la AEM promueve decenas de proyectos con universidades e instituciones de investigación, por lo cual se generó un fondo sectorial, en coordinación con Conacyt, y un fideicomiso público para poder financiar dichos proyectos (ProMéxico, 2012). De igual forma, se ha impulsado el reconocimiento internacional de México como un gran sector dentro de la industria aeroespacial mundial, se han creado víncu- 24 CONCLUSIONES La industria espacial en México tiene sus orígenes en la industria aeronáutica, si bien en apariencia tienen objetivos distintos - una en el área de las telecomunicaciones y en el estudio del espacio exterior, la orra en el campo de la aeronáutica- están vinculadas y son inseparables, por lo que el término correcto es industria aeroespacial. La historia de la industria aeroespacial en México es muy antigua y tiene sus orígenes en el virreinato, principalmente con fines militares. Sin embargo, ha tenido alcas y bajas, y no se ha podido consolidar de manera fuerte, nacional e independiente. Por motivos presupuestales no se le ha permitido despegar de manera constante. Desde finales de los años sesenta, hasta la década de los noventa, se logró un avance muy importante en estudios en el área satelital y de las comunicaciones. México ha logrado establecerse de manera exitosa en la producción manufacturera, lo que ha generado un capital humano de técnicos y profesionistas a nivel nacional que pueden competir con cualquier país en el ramo. o obstante, en la actualidad se sig ue dependiendo de la tecnología extranjera. Hoy en día, contamos con instituciones de educación superior dentro del sector aeroespacial y con organismos que impulsan el sector como la Agencia Espacial Mexicana, por lo que la industria está viviendo un resurgimiento; cada día se generan nuevos proyectos impulsados por jóvenes enrusiastas -egresados precisa.mente de estas instituciones- , por ello, es muy probable que en los próximos años podamos ver que nuestro país logre consolidarse y obtener cierta independencia tecnológica dentro del sector aeroespacial. Pero, para poder ver este sueño hecho realidad, es necesario que todos los participantes en esta industria -instituciones educativas, estudiantes, ciudadanos, empresas, entidades paraesratales, así como los go- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �biernos tanto federal como estatales- logren visualizar este nuevo resurgimiento y le ofrezcan todo el apoyo a este sector de manera sostenida, ya que la investigación y desarrollo no se hace de la noche a la mañana. Se requiere un impulso transexenaJ. /ogies knowledge and human reso1trus preparation. lnstitute of Electrical and Electronics Engineers. DO I: 10.1 109/ AERO.2003. 1235477. ava Amezcua, R. (2016). Los altos vudos de la aviación militar, la Fue.rz.a Aérea Mexicru,a: más de cien años de historia. Relatos e Hútorias en Mlxico, afio VITI (9 1] . Pp. 1- 17. Pacheco, E., eral. (20 13) SatelliteandSpace Communicatiom Reiearth REFERENCIAS in Ma:ico: Contributiom to 11 Natio1111l Program. 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The development of a mi(T()-safellite p/atform far spau tech110- CIENCIA UANL / AÑO 19, No_ 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 historiadelcomputo.unam.mx/files/fotos/unamsat/unamsat. html#.V-K5YiHhDIX �La Red Temática de Ciencia y Tecnología del Espacio en licenciatura y posgrado, en los que se ha realizado (Redcyte) surgió en 2011 como iniciativa de un grupo de investigadores que, desde hace varios años, desarrollan proyectos tecnológicos y ciendficos en el área una intensa búsqueda de cooperación con instituciones nacionales e internacionales. espacial. Desde entonces se establecieron 23 proyectos con diferentes remas en tecnología espacial, orientados al desarrollo: materiales; aplicaciones sociales de la tecnología espacial; instrumentación espacial; misiones espaciales para demostraciones de tecnología; instrumental y plataformas de pruebas de sis remas sarelitales; infraestructura terrestre para prevención de desastres; estudios sobre aspectos legales y regulación internacional para realizar misiones espaciales; infraestructura para la integración y realización de pruebas de precertificación; estrategias para integrar y mitigar la basura espacial en misiones; infraestructura para observación de fenómenos espaciales y ciencia básica espacial. En todos los proyectos, la red ha contribuido al establecimiento de programas educativos en el área, 26 La Redcyte se enfrenta a un problema endémico del sistema de investigación y desarrollo mexicano. Se han identificado varios retos en esta área, como la falta de una vinculación efectiva con el sector productivo, una desconexión sistémica de los estúnu.los para el personal académico y una imagen contradictoria de la ciencia y la tecnología del espacio con los tomadores de decisiones a nivel gobierno; mientras que el reflejo condicionado, por muchos años, en la industria y el gobierno mexicano, ha sido el tomar decisiones a cero riesgo. Debido a los sistemas de rendición de cuentas y a la concepción de que la inversión en investigación y desa 'Universidad Nacional Autónoma de México, Redcyte. Contacto: a;rlo rf@unam.mx CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �rrollo es un costo de aleo riesgo, se han tomado decisiones no muy adecuadas durante 3 5 años, sin acender la formación de recursos humanos especializa.dos. En otras áreas, históricamente se ha preferido comprar servicios y sistemas al extranjero en los mercados de alca rentabilidad como fotografía satel.ical, mon.icoreo de vidual, los proyectos aislados y en la descal.ificación de los esfuerzos en ouas áreas y grupos del conocimiento o proyectos que no son compatibles con el de los autodenominados investigadores reconocidos en el campo. El avance en la compactación de componentes electrónicos, el desarrollo de nuevos materiales y el clima y, en general, aplicaciones de tecnología sacelical en el sector gubernamental y privado (Santillán, 2013). Actualmente, México tiene una gran dependencia que causa un gaseo constante de recursos que terminan escablecim.iento de ceneros de investigación y desarrollo en industrias de alca tecnología como la automotriz, la aeronáutica y la electrónica en el país, están demandando cambios importantes en la educación superior y en el en agencias extranjeras. Existe una gran carencia de especialistas, infraestructura y desarrollo mexicanos enfoque para desarrollar aplicaciones concretas con utilidad social en los proyectos patrocinados por el Conacyc. en un área que tiene un mercado mundial de cerca de $800 mil millones de dólares anuales. En este contexto, la Redcyce plantea el objetivo claro de desarrollar una red de colaboración entre instituciones Como ejemplo directo, no existen sistemas sateli- académicas, centros de investigación, empresas y organismos internacionales para fomentar el desarrollo de la ciencia y la tecnología espacial, a fin de que tengan un impacto positivo sobre la sociedad mexicana; cambién plantea atender la demanda industrial para desarrollar nuevos equipos y servicios satelitales para la población, cales para prevención de desastres naturales. Hay una dependencia total de las instituciones del gobierno, de la investigación en geociencias, geomácica, ciencias del mar, geografía, estadística, economía, etcétera, en la roma de imágenes satelitales del territorio nacional. El círculo vicioso se debe romper, es necesario lograr credibilidad con el sector productivo, desarrollar misiones de corta duración con resultados favorables y establecer una estrategia nacional para la formación simultánea de una industria alrededor de las aplicaciones espaciales; también es imprescindible crear infraestructura pública y privada para poder desarrollar tecnología y sistemas espaciales y aplicaciones en tierra. La Redcyce tiene una misión muy clara: conjuntar esfuerzos multidisciplinarios y multiinstitucionales para cambiar una cultura que se basa en el desarrollo indi- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 así como establecer la colaboración con instituciones nacionales e internacionales para el desarrollo de misiones espaciales que tengan impacto científico y social. Durante estos primeros periodos de operación de la Redcyte , hemos visto que México puede aprovechar la coyuntura que se ha creado con el uso de tecnología COTS (por sus siglas en inglés CommerciaL Ojf-The-ShelfJ y el desarrollo de satélites de bajo cosco para uso en órbita baja, donde la percepción remara, el moniroreo y desa- ���~ SUSTENTABILIDAD H ERMES M ORENO ÁLvAREZ* , M ARÍA P ouAKOVA* v A TO 10 GóMEZ R oA** Como si se tratara de una película de ciencia ficción, en la que hay héroes al rescate del universo, los científicos ahora deben pensar en resolver un problema de tamaño "cósmico": ¿cómo limpiar nuestra casa de la basura espacial? • Universidad Autónoma de C hihuahua. '*Un iversidad Autónoma de Baja California. Contacto: hermes 17 13@hotmail.com 30 CIENC IA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �A mediados de 1993, los rusos lanzaron, dentro del cohete "Cosmos 3-M", el satélite denominado Kosmos 225 1. La figura l muestra la configuración de este satélite ruso cuya tarea principal era la comunicación; posteriormente, el satélite norteamericano Iridium 33 fue lanzado, en septiembre de 1997, en un cohete Protón K, ambos se desempeñaban en órbita baja. En febrero de 2009, varios medios de información dieron a conocer la colisión entre estos dos satélites, era la primera vez que esto sucedía. El hecho era alarmante, el satélite Kosmos, con w1a masa de 900 kg (ya fuera de servicio) y, por otro lado, el satélite lridium 33 con casi 700 kg de masa, al colisionar generaron fragmentos de diversos tamaños, potencializando el choque con otros satélites con órbitas similares. Inicialmente se dijo que no había amenaza para la Estación Espacial Internacional (EEI), la cual orbita entre 350 y 400 km de altura, sin embargo, en 2012 uno de estos objetos invadió la trayectoria de la EEI, lo que provocó una urgente corrección orbital para la EEI. Los fragmentos generados por la colisión del Kosmos no son la única amenaza, existen muchos otros elementos que se pueden considerar como tal, entonces cabría cuestionarnos, ¿cómo localizar la basura espacial? Los eslabones más importantes para evadir este tipo de accidentes son los telescopios. Localizar los objetos y Tra¡•ecrori• del lridium . CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Figura l. Sa· céli[e Kosmos 225 1 (Van Hofren 1985). hacer una base de datos de sus características, sin duda es una tarea que los astrónomos ya han iniciado, con ayuda de estos observadores sensibles y de alta tecnología que permiten vigilar todo el año el movimiento de los cuerpos celestes. Rusia ha montado un conjwuo de telescopios (la figura 2 muesua los tres telescopios de observación) pequeños, pero de gran potencia, que sirven para localizar �Figura 2. Telescopio para detección de basura espacial (Yuraleva 2016). Figura 3. Toma de fo1ografia es telar (Academia de Ciencias Rusa, 2015). estos elementos, uno de ellos alberga una lente de 40 cm de diámetro, la cu.al tiene la capacidad de observar otros elementos parecidos a ciertas aberraciones de tipo astigmáticas, pero ¿qué significa esto? objetos de hasta 60 cm a una distancia de 36,000 km. Esta distancia corresponde a la órbita geoestacionaria, Estas aparentes aberraciones corresponden a imágenes de estrellas; se ven así por la exposición de cuadro en diez segw1dos que el telescopio permanece inmóvil, mientras la Tierra gira, pero a los astrónomos les interesan los puntos que no son tan numerosos. Al en ésta los satélites parecen estáticos respecto de un punto fijo de la Tierra en rotación y éste, sin duda, es el mejor lugar para facilitar los servicios de comunicación: televisión, etcétera; es decir, aquellos servicios en los se requiere una cobertura territorial determinada. Los otros dos teles-copios tienen la tarea de captar los objetos más grandes y en espacios más amplios, mientras que el tercero tiene la tarea de vigilar objetos que están en órbitas más cercanas a la Tierra. "Habirualmente los telescopios funcionan al mismo tiempo, vigilando algún objeto en particular; en parti- referirse a los puntos: Estos objetos se mueven junto con la Tierra, entonces significa que son o satélites o fragmentos de la basura espacial. Se toman muchas fotos, después se manda toda la información al centro de procesan1.iemo, allá los daros son tratados y analiza.das las coordenadas de esos llan1ados cular, los nuestros realizan una observación de varios objetos en los espacios más amplios y diferentes" (I. Molotov, entrevista personal, octubre 2012). Una de las principales tareas de los astrónomos es recolectar datos celestes, a estos datos de los elementos puntos en el momento dado, y comparados con la base de datos que se tiene en catálogos estelares, catálogos satelitales (V Linkov entrevista observados y detectados como basura espacial se les conoce como catálogo, en este sentido la actualización y mejora de este catálogo necesita de mejores datos, es decir, más exactos. Puede resultar que este punto sea una basura espacial o cualquier otro satélite desconocido, por lo tanto, es necesario identificarlo, catalogarlo, complementarlo con daros y actualizar el catálogo. La noche es el mejor momento para que el observatorio empiece a ejercer funciones, no así el trabajo La idenrificación es la parte especial de este c.rabajo, todos los objetos notados duran te la sesión de observación, con ayuda de las coordenadas espaciales, son comparados con los ya existentes; si los datos coinciden, el objeto es conocido y no hay motivos de preocupación, pero si no, se sacan y se incorporan a un grupo especial de acompañamiento. Por un año los astrónomos registran alrededor de 700 objetos de este tipo, la mitad de éstos es basura espacial. Son los restos de los cienáficos, pues previamente es necesario dar a los telescopios la zona de observación, las partes que serán fotografiadas por los dispositivos ópticos durante toda la noche. La ubicación de estos objetos es posible mediante un tipo de coordenadas llamadas "celestes", w1a vez localizado el objeto se toma una exposición y se pasa a la computadora, este proceso continua toda la noche y después es revisado. La figura 3 muestra una exposición tomada por estos telescopios, se pueden observar puntos y muchos 32 personal, octubre 2012). de las etapas de los cohetes que giran cerca de la órbita de la Tierra, bloques propulsores que se desprenden del cohete cuando los objetos toman la órbita, aparatos CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �V, ·- o c. o uV) QJ ~ Centro de análisis Agencia Federal Espacial sospechosos que se analizan para conocer en qué partes hay posibilidad de acercam iento, después pasan al centro de control de vuelo el cual inspecciona a los cosmonaucas. Los especialistas revisan la información Ministerio e defensa nuevamente y en caso de que se confirme, la pasan a los propietarios del satélite, a la agencia federal espacial, al m inisterio de defensa o a las compañías privadas. Ellos decid irán qué hacer, si dejar el satélite esperando a q ue + Centro d control de vuelo Compañias privadas Figura 4. Camino del análisis de los da,os recabados. descompuestos que ya terminaron su servicio y que tuvieron que q uedarse allí como basura. Mikhail Lazareue es uno de los responsables por tratamiento de datos de los telescopios, según este la amenaza desaparezca o llevarlo a algún lugar. La pérdida del satéli te representa mucho di nero, además de los gastos que se generarán para un lanzamiento nuevo o producción del satélite, su exploración, etcétera. El tiempo que requiere reponer esa merma implica la pérdida de un ingreso considerable, y si el satélite es comercial, se pierde también el beneficio. La corrección de órbita, hoy por hoy, es el método principal para combatir la basura espacial; sin em bargo, in- autor, la amenaza de los objetos en el espacio es sólo una parte del problema, d otro es la posible caída de la cluso este método tampoco garantiza el resultado. Para dejar de funcionar, un satélite sólo necesita chocar con basura a la Tierra, eso puede pasar con los dispositivos descompuestos ubicados en las órbitas bajas, Lazareue nos relata: "Tuvimos casos del abandono, no autorizado, de las órbitas y como hay aparatos dd destino especial que no planeában10s bajar - codo eso en unos 40 o 50 años- empezarán a caer a la Tierra bastante rápido"(M. u n trozo de un centÍmetro, pero la basura can pequeña no puede ser detectada por ningún sistema moderno, Lazareue, entrevista personal, octubre 2012 ). En las oficinas de Moscú, concretamente en el Centro de Ciencias Astronómicas, es donde se piensa evadir los peores escenarios. Aquí llega la información de todos los objetos sospechosos o situaciones preocupantes sobre los acercamientos en el espacio. La información es recibida de observatorios de todo el mundo, incluyendo la aportación mexicana. Ahora son más de 30 observatorios, según los cienáficos, el flujo anual de medidas de volumen cubrió todo lo que fue recibido de los últimos 40 años. Todos juntos, incl uyendo el centro de tratamiento de datos, forman un com plejo que se dedica a la prevenció n de situaciones peligrosas en el espacio, una estructura única y original, la que nunca se ha hecho para el espacio civil. Este complejo actualmente está en pruebas y se espera un pronto éxito; este sistema, por primera ve:z., será dedicado directamente al problema de la basura espacial. El principio del sistema es muy simple: Según la figura 4, los datos de los celescopios, al principio, son tratados en el centro de análisis, es importante ir filtrando los datos o posibles objetos CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 eso quiere decir q ue para solucionar el problema se necesita una limpieza global del espacio. Ya se han propuesto varias soluciones de ingeniería: la captura de los objetos con ayuda de remolques, sistemas de cables elecuomagnélicos, naves recolectoras, hasta se han propuesto mallas para basura más pequeña, pero por ahora todo se ha quedado en proyectos. ¿Qué tan pronto se realizarán?, depende de varios factores al mismo tiempo: el primero es el factor de ingeniería, porque la di.ficulrad del sistema debe ser primero realizada; el segundo factor es la seguridad, es necesario remolcar la basura sin dañar los satélites que funcionan; y el tercero, la cuestión juríd ica, cada elemento de basura pertenece a algún país, entonces se necesitará un permiso para su eliminación. Todos estos temas son discutidos en los foros internacionales ¿se llegará a un acuerdo único para solucionar el problema? �Construcción de un picosatélite cansat ÁNGEL COLiN* , B ARBARA B ERMÚDEZ REY ES* , G ORKJ ENCAR ACIÓN M ORROBEL U, G ERARDO L1RA )BARRA* , Ü ARÍO ZlfÑIGA R OSALES*, Luis ÁYALOS DE LA CRUZ* , MARCELO YI LLARREAL MÉNDEZ* , JOCELYN MENDOZA MARTÍNEZ** * Y BRE DA ÁLYAREZ ARCE** * Los cansar son conocidos en casi rodo el mundo. Su principal objetivo es transmitir a los estudiantes universitarios los conceptos básicos de diseño y construcción de satélites artificiales. La mayoría de las universidades más importantes de diversos países que cuentan con una facultad de ingeniería y ciencias exacras han construido al menos uno de estos dispositivos como actividad extraescolar para sus alumnos, mediante cursos, talleres o a través de los programas de capaci- un hecho que estos concursos irán comando mayor importancia con el paso del tiempo. Para esre año se espera cener mayor afluencia en cada uno de los eventos; hasta ahora, se tienen registrados únican1eme dos concursos nacionales: el que organizó el CUCEI en junio y el que se llevará a cabo en octubre de 2016, organizado por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). tación que las agencias espaciales ofrecen para captar las futuras generaciones de ingenieros y científicos en el área espacial (Walker et al., 201 O). La historia de diseño y construcción de cansar en México es muy reciente, comienza apenas en 2013, cuando la Red Universitaria del Espacio (RUE), de la Universidad acional Autónoma de México (UNAM), organizó su primer concurso interno (UNAM 2013). En 2014, la Agencia Espacial Mexicana (AEM) realizó de organizar y gestionar anualmente un concurso nacional de picosacélices, dicho concurso se realiza en una inscicución diferente cada año. Estos eventos nos conducirán paulatinamente a adquirir experiencia para participar en las competencias internacionales que se llevan a cabo en Europa, Estados Unidos, eccécera (ESA, 2016; ARLISS, 20 16). En este artículo se presenta la descripción física y la construcción de un picosatélice cansar, elaborado un proyecto de capacitación en sistemas de ingeniería aplicados a una misión cansar (AEM, s.d.), en la que participaron más de 50 profesores de codo el país con la finalidad de que los profesores capacitados difundieran estos conocimientos a los estudiantes de sus universidades. La rápida y crecieme aceptación por parre de la comunidad académica dio como resultado una serie de concursos regionales y nacionales como los organizados en junio de 2016, durante el segundo programa de entrenamiento teórico-práctico que la UANL ofreció a escudiances universitarios. por el Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI) de la Universidad de Guadalajara en 2015; para 2016 se realizó un concurso por parte de la AEM y otro por la Escuela de Ciencias de la Ingeniería y Tecnología (ECITEC) de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) (Sánchez et al, 2016). Es 34 En la actualidad, la UANL forma parce de un comité de ex pe reos certificados (20 I 6) encargados DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA DE UN PICOSATÉLITE CANSAT Un cansar consiste en una placa.forma que simula un sistema espacial; en esce caso, es un picosacélice que cabe en una laca de refresco. • Universidad Autónoma de uevo León. •• Universidad APEC. ,., Universidad Autónoma de Baja California. Contacto: angel.colin@fcfm.uanl.mx CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 201 ó �Estos simuladores de satélite no son puestos en órbita, pero pueden lanzarse a diferentes alturas mediante un cohete, globo sonda, aeromodelo o mulcirrotor de control remoto. Durante su descenso, deben transmitir información por telemetría hacia una estación terrena conectada a una computadora portátil. los subsistemas está conectado entre sí para formar el sistema completo (figura 2). En la figura 3 se observa el ensamble, listo para ser introducido en una lata de refresco. Por conveniencia el lenguaje de programación utilizado en la configuración de todo el sistema fue Ardwno v 1.6.6. Los diseños y configuraciones de un cansar son muy variados, debido a que dependen del tipo de misión que se realizará. Una misión puede consistir únicamente en transmitir datos, efectuar retornos controlados o probar peque11os mecanismos de despliegue. En la figura 1 se muestran los componentes principales que constituyen los subsistemas de un cansar: de arriba abajo y de izquierda a derecha: a) subsistema de computadora, b) subsistema de comunicación, e) subsistema de la Es importante considerar que el mecanismo de descenso es un elemento adicional, externo al sistema misión y d) subsistema de potencia con microcámara. A continuación se describe cada uno de los subsistemas anteriores: a) Subsistema de la computadora, compuesto por microcontrolador Arduino Promini 328 y un chip Atmega328 a 8 MHz. b) Subsistema de comunicación, con antena XBee y protocolo de comunicaciones Zigbee (IEEE 802.15.4) y GPS (Global Position System, por sus siglas en inglés) modelo GP635T e) Subsistema de la misión, con sensor de temperatura y humedad DHTI 1, acelerómetro ADXL345, giroscopio L3G4200D, compás HMC5883L y barómetro BMP085. d) Subsistema de potencia, con batería de polímero de litio de 3.7 V a 1.2 mAh y microcámara 808 Car Key, para video-fotografía, con resolución de 720x480, y cuenta con su propia batería. Cada uno de Figura 2_ Diagrama esquemático de conexiones par.a el sistema complero (corcesu del ECITEC-UABC). Figura 3. Ensamble completo de un cansar (elaboración de lo, autores). integrado. El paracaídas de la figura 4 está sujeto en los Figura 1. Configuración básica de los cuatro subsisremas de un cansar (elaboración de los auiores). CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 orificios que se hicieron en la parte superior de la lata. Con este modelo de paracaídas se realizó un análisis básico de su funcionamiento. Para ello se consideraron las condiciones ambientales en el interior del edificio de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM). La densidad del aire, p = l. 1647, fue estimada tomando en cuenca una temperatura de 29ºC, con una presión de 1019 hPa, humedad relativa 58% y un punto de rocío de 19.91 ºC. Al desplegarse el paracaídas, la masa total �4. Paracaídas sujerado en la lara de refresco (elaboración del auro r). Figura 5. Lanumiemo hacia el interior de la FCFM (elaboración del auror). del cansar, m = 114 g, estará sometida a la acción de su peso y a una fuerza de rozamiento k proporcional al cuadrado de la velocidad. Para este caso particular, k = I.94. Bajo estas condiciones, la fuerza de resistencia o de arrastre D produjo una velocidad vertical de descenso v, ~ 1.2 mis, de acuerdo a las siguientes ecuaciones D 1 = :pC (I) V (2) C0 =- = 1. S donde: A es el coeficiente de arrastre: A es el área transversal del objeto; ves la velocidad; es el w; peso total y S, es la superficie del paracaídas. Mientras que, para determinar la velocidad en cada instante a Figura 6. Lanzamiemo hacia el ex1erior de la FCFM (elaboración del amor). partir del despliegue, emplean1os RESULTADOS (3) donde: tes el instante de tiempo y ges la gravedad. Para confirmar la entera funcionalidad del dispositivo, se realizaron dos lanzamientos, hacia el interior de la FCFM, desde una altura de 12 m , como se muestra en la figura 5. Un tercer lanzamiento fue hecho desde la azotea de un edificio contiguo hacia el exterior y desde una altura de 1S metros, como se muestra en la figura 6. 36 Los tres lanzamientos fueron consecutivos y sin desactivar el subsistema de potencia, esto con el fin de recabar toda la información de los sensores de forma continua, por lo que la misión completa tuvo una duración aproximada de 180 segundos, comando desde la preparación en el laboratorio hasta el último punto de aterrizaje. Por conveniencia, cada lanzamiento fue hecho manualmente por uno de los participantes, mientras que el resto de ellos permaneció junto a la CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 20 16 �estación terrena, para la recepción y recuperación del cansar. Los resultados obtenidos se muestran en la figura 7 y en las gráficas de la figura 8. En la figura 7 se muestra una fotografía tomada con la microcámara durante el descenso en el tercer lanzamiento. Se puede apreciar parte de una pista deportiva y el cerro del Topo Chico en el horizonte. En la gráfica, que representa la altura, se observan tres acontecimientos, correspondientes a cada lanzamiento; los primeros 45 segundos fueron empleados para trasladar el dispositivo desde el laboratorio, que se encuentra en el primer piso del edificio, hasta el punto de lanzamiento en la azotea, ubicado a 12 m de altura (indicada en metros sobre el nivel del mar) . El tiempo de vuelo en el primer evento fue, aproximadamente, de diez segundos hasta el punto de aterrizaje; caso muy similar para el segundo evento. Mientras que para el tercero, el tiempo fue más prolongado (alrededor de dos 535 ~ ~ 530 E -,; 525 520 ü ..... 34 ~ 32 ,3 30 ~ .,f 28 ,- 26 .,,~ 36 1 33 :, :e 30 ";' 95250 !e:. 6 95175 -~ Q. 95100 o 50 100 150 :zoo Tien-µ, [seg.] minutos), debido al traslado a un edificio contiguo con 15 m de altura. La duración del vuelo en este último Figu ra 8. Resultados obtenidos durante toda la mi, i6n. De arri ba abajo: al rura (sobre nivel del mar), temperatura, humedad y presión (elaboración de los autores) . fue de 13 segundos, aproximadamente. En la gráfica de temperatura se observa un pequeño cambio trascurrido el primer minuto. Esta diferencia de - 8ºC se debe al cambio del ambiente al que estaba cual se consideró como constante. En contraste, en la humedad relativa se observa una disminución de - 5%, sometido el dispositivo entre las condiciones controladas del laboratorio y la temperatura exterior, por lo causada por las mismas condiciones ambientales. El cambio de presión registrado en el interior y exterior del laboratorio fue de apenas - 75 Pa en promedio, por lo que resultó ser poco significativo. CONCLUSIONES Los programas de capacitación y entrenamiento para construir picosatélites educativos cansac se están incrementando cada año en nuestro país. Es evidente que la aceptación por parte de la comunidad académica en ciencias e ingeniería contribuye en gran medida a poner en práctica esta actividad multidisciplinaria para los estudiantes unjversitarios. La importancia de estos dispositivos es que constituyen el primer paso hacia la exploración de la tecnología espacial a un costo muy reducido, comparado con cualquier proyecto que esté destinado hacia el espacio. U n cansar proporciona los conocimientos básicos y los principios de operación esenciales de una misión espacial. Además, puede ser diseñado y construido, utilizando una variedad de componentes electrónjcos comerciales. Figura 7 . Fo tografia to mada duran te el descenso en el tercer lannmien.co (elaboración de los aumres). CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 En la actualidad, varias instituciones mexicanas cuentan con profesores calificados para realizar diseños �y cursos de capacitación en este tema. Hay siete profesores que han obtenido una certificación internacional (CLTP7, 2015), reconocida por el Consorcio de Universidades para la Ingeniería del Espacio (Universicy Space Engineering Consordum) (UNISEC, 2015). Tres de estos profesores han formado el capítulo UNISEC-México (2016), el cual se ha establecido para crear una red nacional e internacional de colaboración entre estudiantes y profesores en actividades académicas y proyectos educativos que estén relacionados con el espacio. AGRADECIMIENTOS Este trabajo fue financiado, en parte, por Promep (proyecto: OSA/ 103.S/ l 4/10812) y por la Agencia Espacial Mexicana (proyecto: Conacyr-AEM-2014-01-248438). Los autores agradecen al M.C. Leopoldo Pineda, por facilitar el laboratorio de física moderna. REFERENCIAS AEM. (s. d.). lídem cansat México. Consultado d 7 de julio de 2016. http://www.cducacioncspacial.aem.gob.mx/mapa_ Cansat.html AEM. (201 6). Consultado e.l 11 de julio de 2016. http://www. educadonespacial.acm.gob.mx/ ARUSS. 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Con ulrado d 19 de noviembre de 2015 http:/ /ieeexplore. ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp= &arnumber=5492406&isnumber=54923361 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 ��Sonda espacial JoRDAN SOMBRERERO ESP1NOZA*, TELMA SARAí ENCARNACIÓN CoRTÉs*, José RAúL FLORES MAcH011110* , MAYRA BÁEz LANDA*, MARJElA SERRANO CENTENO* v Josué MANc1LLA CeREzo* RESUMEN El objetivo del proyecto es simular w1a sonda espacial que mida las cantidades de CO2, oxigeno y nitrógeno, para saber si existen, en un lugar detem1inado, las condiciones para albergar vida terrestre. El cansat tomará las variables de temperatura, altitud, latitud, entre otras requeridas. Misiones de sondas espaciales: Cassini. Su objetivo es el estudio de Saturno y de varios de sus satélites, entre ellos Titán. New horizons. Es una sonda espacial de la NASA Palabras clave: sonda espacial, planeta, vida terrestre. destinada a volar sobre Plutón y su satélite Caronte, y luego continuar en el Cinturón de Kuiper. También estudiará Júpiter y sus lunas. ABSTRACT Rosetta. Es una sonda espacial concebida por la Agencia Espacial Europea (ESA), cuyo objetivo principal Simulation ofa space probe to measure the amounts ofCO2, ox')'gen and nitrogen. To know if a planet has conditions to host terrestrial life, it will measure the variables oftemperature, altitude and latitude among the others required. This will lead to the possibility of finding a second altemative for an es el estudio del cometa Churyumov-Gerasimenko. Marte Reconocimiento Orbiter (MRO). Esta sonda americana, lanzada el 12 de agosto de 2005 de Cabo Cañaventl, Florida, contribuye al enriquecimiento de identical planet Earth that can be inhabitable. Similarly, the los conocimientos sobre Marte, así como la historia del agua en su superficie, su clima y su sótano (González, conditions ofatmospheric gases will be calculated to detem1ine their optima! levels since this involves either a good, bad or 2015). acceptable environment in order for terrestrial life to exist. GASES REQUERIDOS PARA LA VIDA TERRESTRE Keywords: space probe, planet, terrestrial life. Los gases atmosféricos son los que encontrarnos en el aire ¿QUÉ ES UNA SONDA ESPACIAL? que nos rodea: argón, dióxido de carbono, helio, nitrógeno y oxígeno. Una sonda espacial es un instrumento artificial que se envía al De estos gases, el argón, el oxígeno y el nitrógeno se producen principalmente por la separación del aire en los espacio para estudiar los diferentes cuerpos del Sistema Solar. Los principales objetivos de las sondas espaciales son planetas, componentes que los constituyen. Esto se logra al reducir la satélites, asteroides y cometas; no van tripuladas y recopilan info rmación que envían a los cientifi cosen la Tierra. Las sondas puede extraer. De los dos gases restantes, el dióxido de carbono se produce como subproducto de varios procesos qui.micos. El helio espaciales también suelen denominarse satélites artificiales, pero se diferencian de estos últimos en que normalmente no orbitan alrededor de los objetos que estudian. La mayoría de las veces tienen trayectorias de acercamiento, aunque en ocasiones se sitúan en órbita de un determinado astro. Las sondas están equipadas con costosos sistemas fotográficos y de filmación, radares y sofisticados medios de comunicación en contacto con la Tierra (González, 2015). 40 temperatura del aire hasta que cada componente se licua y se aparece de manera natural en la corteza terrestre, donde ha sido atrapado en cavidades de rocas no porosas, de manera similar a la que se encuentra el petróleo. Estos " pozos" de helio sólo se encuentran en ciertas áreas del mundo que poseen el tipo "' Instituto Tecnológico Superior de Tepeaca. Contacto: jmc_itst@ouclook.es CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �JORD,/>IJ so•.1BRERERC> ESPIIIOZ-" ET .I\L correcto de geología; esto hace del helio un gas raro y costoso (González, 2007). OBJETIVO DE LA MISIÓN MOTIVACIÓN DEL PROYECTO Mostrar y guardar datos de la cantidad de gases atmosféricos -como C02' oxígeno y nitrógeno y las variaciones de tempe- La motivación del presente proyecto es adquirir conocimientos ratura (externa e interna), presión, hun1edad relativa, latitud, longitud, alti tud, aceleración, vibración y nivel de batería- , sobre misiones espaciales, tanto de comunicaciones como en satélites y sondas espaciales. Obtener experiencia práctica al mismo tiempo que se graba un video en el momento del descenso del satéli te por medio de la cámara incorporada. que nos sirva para ingresar en un futuro a la Agencia Espacial Mexicana (AEM) o, incluso, a la NASA. De igual manera an1pliar el perfil de egreso con conocimientos multidiscipli- El éxito mínimo de la misión es que únicaniente se narios, mecánicos, electrónicos, fisicos, entre otros. También, concursar en competencias nacionales e internacionales nos ayuda a obtener reconocimientos con valor curricular; además de adquirir el conocimiento para armar un satélite y saber cómo está compuesto hasta el mínimo detalle en la parte electrónica y mecánica. midan y muestren los datos en intervalos de tiempo. El éxito medio es que se midan y muestren los datos constantemente y se grabe en video. El éxito máximo es que se cumpla todo lo especificado. REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN Tabla l. Requerimientos de los sistemas. Subsistemas comprendidos Volumen de una lata de Eléctrico, computadora, misión y comunicación. refresco de 355 mL. Masa máxi ma del cansat 355 g . Eléctrico, computadora, misión v comunicación. La alimentación suministrada Eléctrico. por baterías o panel solar. Eléctrico. La bateria de fáci l acceso. Requerimientos del siste ma Interruptor princ ipal en un lugar accesible. Sistema de recuperación. Comunicación. Velocidad del descenso entre 5 y 12 mis. Alcance del radio entre 400 a De recuperación. Comuni cación. 500 111. Medición de datos atmosféricos. Eléctrico, misión y computadora. De recuperación. Medición de temperatura (externa e interna), presión, humedad relativa, latitud , longitud, altitud, aceleración , vibración, nivel de batería y video. Misión, comunicación, computadora y eléctrico. El cansa! debe ser elevado a una a ltura de 400 a 500 m. Ascenso. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Diseñar una arquitectura compacta y fücil de manipular. Diseñar sistemas esbeltos, seleccionar materiales y disoositi vos de baia masa Batería que sea capaz de suministrar la energía por lo menos 30 min. Diseñarlo de forma que el cambio de batería no afecte los demá~ subsistemas. Botón de encendido y apagado en la parte superior para un me ior manejo. Construir un paracaidas que asegure la recuperación óptima del cansa! , de color llamativo para encontrarlo con facilidad. Diseñar el paracaídas para que caiga a 9 mis y asegure la integridad del cansat. Seleccionar un dispositivo capaz de mantener comunicación mínima de 400 m. El subsistema eléctrico con el voltaje necesario para los sensores. El subsistema de misión diseñado para albergar los sensores. El subsistema de computadora debe contar con un dispositivo programable para hacer funcionar los sensores. El subsistema eléctrico debe tener el voltaje para alimentar la cámara. El subsistema de misión debe albergar todos los sensores. El subsistema de comunicación debe albergar espacio para el GPS. El subsistema de computadora debe contar con un dispositi vo programable para hacer funcionar todos los dispositivos. Ensamblar un drone que permita elevar el cansa! a más de 500 m. �SOl~DA ESPAOAl GESTIÓN DEL PROYECTO Lidrr d•I proyuto Jordan Sombrerero Espmoza Act m dadcs. 1, 2, 3, 4, 5. 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Télma Saroi EnC3mación Cortés Act i idadcs. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17. José Raúl Flores Machorro Actividades. 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 15, 16, 17. Mayra Báez Limda Acti,•1dades. 1. 2, 3, 5, 6, 7, 8, 1o, 11, 12, 13, 15. 16, 17. Manda Serrano Centeno Actividades. 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 15, 16, 17. Figura l. Relación de actividades. Actividades 1. Selección de misión. 2. Requerimientos de la misión (búsqueda de materiales). Comunicación: José Raúl Flores Machorro, Mayra Báez Landa, Mariela Serrano Centeno. 11 . Ensamble del cansat. 12. Funcionamiento de placas ensambladas. 13. Diseño de estación terrena. 14. Diseño del programa de base de datos. 15. Pruebas de ascenso y descenso. 16. Envío de datos. 17. Pruebas finales. DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA DEL PROYECTO Para la selección de misión se emplearon varios artículos de referencia de los cuale-s se destaca infom1ación relevante de la Agencia Espacial Mexicana (20 15), así como artículos de electrónica y de proyectos can.sat (Sanchez et al. , 2016). Una vez elegida la misión, se procedió a definir los requerimientos de la misma, es decir, los materiales, para esto se tomó en cuenta la dificultad para conseguir los sensores de oxígeno y de dióxido de carbono, puesto que no son muy comerciales. Los costos de los componentes fueron los siguientes: comunicación, $2,350 pesos (2 xbee s2, un Gps, leds, sensor de temperatura y pines machos); la computadora, $150 pesos 4. Diseño del paracaídas. (un arduino pro mini y pines machos); cumplimiento de la misión, 5, 180 pesos (sensores de oxigeno y de dióxido de carbono, nuevos en el mercado); potencia, $1 ,365 pesos entre 5. Amiado del drone. 6. Bosquejo de las etapas del cansat: todos sus componentes. En el diseño del paracaídas, figuras 2 y 3 (todas las figu - 3. Cotización y proveedores. Potencia: Jordan Sombrerero Espinoza, Telma Saraí Encamación Cortés. Computadora: José Raúl Flores Machorro, Mayra Báez ras y tablas que aparecen en este trabajo son elaboración de Landa, Mariela Serrano Centeno. Misión: Jordan Sombrerero Espinoza, Telma Saraí Encarnación Cortés. Comunicación: José Raúl Flores Machorro, Mayra Báez Landa, Mariela Serrano Centeno. 7. Pruebas de materiales requeridos. 8. Diseño de las placas. 9. Programación. 10. Comprobación de las placas individuales: Potencia: Jordan Sombrerero Espinoza, Telma Saraí Encarnación Cortés. Computadora: José Raúl Flores Machorro, Mayra Báez Landa, Mariela Serrano Centeno. Figura 2. Diseño del paracaidas de prueba. Misión: Jordan Sombrerero Espinoza, Telma Sarai Encarnación Cortés. 42 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �JORDAN SOMBRERERO ESPINOZA IT AL los autores), se contempló la fom1a del mismo, de manera circular, se tuvo en cuenta el material para desarrollarlo así como la velocidad de descenso. Un factor importante para el tamaño del paracaídas fue el peso máximo permitido para el cansat (355 g). Figura 3. Colocación de hilos al paracaídas de prueba. Figura 7. Programación de la controladora de vuelo. Figura 8. Pnmer vuelo del dronc. Figura 4. Partes del drone. Figura 9. Etapas del cansa1. Figura 5. Colocación de motores. Figura 6. Colocación de parte electrónica. C IEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Figura IO. lntercone:.,ión. �SOt JO.A ESPACIAL En el armado del drone (figuras 4 a 8) se realizó desde cero, para ello se tomó un curso básico de electrónica_ Las etapas del cansat fueron desarrolladas de acuerdo a las necesidades de la misión. En las figuras 9 y 10 se muestra el bosquejo de fabricación. Para las pruebas, los materiales adquiridos se inspeccionaron de manera precisa para cerciorarse de su buen funcionamiento, para lo cual se tuvo en cuenta el correcto voltaje, conectividad y resistencia de cada uno. Para el diseño de las placas se empleó el software "Ares Proteus", para un mejor diseño de las etapas de electrónica, así como para tener el correcto tamaño y diseño, según las necesidades del cansat. Figura 11. Resultados de las actividades realizadas. Para la programación se utilizó el software arduino, puesto que es el indicado para la programación de los componentes. los enfrenta a problemáticas reales en las que se comprueba que la teoría es necesaria para realizar cualquier proyecto; de Para la parte de la estación terrena se ocupó el software LabVIEW, para mostrar los datos enviados por el cansat y al lo anterior se desprende la práctica que consta no sólo de la construcción del proyecto, sino de la aplicación que se le da al mismo. mismo tiempo dichos datos serán almacenados en una base para tener concentradas fichas históricas de las mediciones. AGRADECIMIENTOS RESULTADOS Y DISCUSIÓN El equipo Galactics les agradece a los directivos, docentes, jefe Se propuso la misión a partir de la revisión de trabajos relacionados con sondas espaciales. Fue posible observar, a través de carrera y personas administrativas del Instituto Tecnológico uperior de Tepeaca por el granito de arena que han puesto en del análisis realizado, que no existen sensores en el mercado a precios accesibles para medir ciertos tipos de gases como la realización de este proyecto. También se le agradece a la empresa " DragonFly Mexico" por su apoyo. helio y azufre. Se diseñó y construyó un paracaídas a partir del modelo REFERENCIAS matemático en el que los parámetros considerados son velocidad, peso, turbulencias y densidad del aire. Se ensambló un drone para elevar el cansat y realizar las pruebas de ascenso y descenso_Se plantea que con el paso del tie mpo, el drone sea más rentable que algún otro dispositivo de ascenso. AEM.(20 15). Esin,cwra de un cansa1. Consultado el 25 de agosto de 2016. http://wv,w.educacionespacial.aem.gob.mx/cansathtml González V, M.A. (2015). La mecánica de fas sondas espaciales. 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MERAZ EsPJNOZA* v Ó scAR MARriNEZ HERNÁNDEZ* RESUMEN que actualmente los niveles de contaminación son demasiado El objetivo de este proyecto es diseñar y desarrollar un picosatélite capaz de generar gráficos estadísticos que nos permitan altos en algunas zonas, lo que puede perjudicar la salud de las personas que se encuentren en contacto directo. determinar la condición ambiental del aire. Para ello, deberá medir, recolectar y trdnsmitir ciertos compuestos químicos MOTIVACIÓN DEL PROYECTO presentes, como el dióxido de carbono (C02) y dióxido de nitrógeno (NOJ Adicionalmente, se tomarán algunos datos de telemetría de interés -el posicionamiento global, temperatura La realización del Capteur-sat surge de la necesidad de im- interna y externa, altura, orientación, presión atmosférica, entre otros- durante su lanzamiento y descenso, con interva- plementar una alternativa para medir las variables más sobresalientes de la calidad del aire. De tal manera que al calcular estas características, se intentará determinar si el área de estudio los de lecturas de los datos de al menos 0.5 s y recuperación del cansat. representa un riesgo para la salud del ser humano; cabe mencionar que en la zona sur de Tamaulipas existen indicadores de que el aire presenta índices elevados de factores contaminantes. Palabras clave: picosatélite, telemetría, posicionamiento global. También se intenta, con este proyecto, fomentar en el esta- ABSTRACT do el desarrollo de la tecnología aeroespacial con aplicaciones útiles en otros sectores de interés. Design and develop a picosatalite capable of measuring, gathering and transmiting certain chemical compounds in OBJETIVO DE LA MISIÓN the air such as carbon dioxide (CO2) and nitrogen dioxide ( 0 2) , with the objective of generating statistical graphics that would let us determine the environmental conditions of El objetivo es diseñar y desarrollar un cansat capaz de medir el nivel de ciertos compuestos químicos presentes en el aire, air. In addition, sorne ínteresting telemetry data is going to be taken for exarnple: global position ing, interna! and externa! temperature, height, orientation, atmospheric pressure, etc., during the launching and landing; with interval readings of como el dióxido de carbono (C02) , dióxido de nitrógeno 0 2) y humo, por mencionar algunos. Con el fin de construir gráficos estadísticos que permitan analizar los datos obtenidos de una manera sencilla. data ofat least 0.5 sec. to be able to obtain them. Adicionalmente, se tomará telemetría del instrumento: datos de GPS , temperatura altura orientación y presión Keywords: picosatellite, telemetry, global positioning. atmosférica. Hoy en día, los sistemas satelitales cumplen una func ión importante en el ámbito científico y tecnológico. Dentro de ascenso y descenso entre el cansat y la estación terrena. Éxito medio: envío de datos de telemetría y de C02 , NO 2 y sus aplicaciones, se encuentra la captura de datos para medir la,¡ variables presentes en un entorno y así poder analizar su interacción en un espacio bajo condiciones específicas. hwno· muestreo durante el lanzam iento y descenso cada ½ s. Éxito máximo: lograr los dos objetivos de éxito anteriores; Éxito mínimo: envío de datos de telemetría durante el El estado del aire y de la atmósfera son factores de vital además, desplegar la infom1ación gráficamente en un ordenador (estación terrena) y recuperar el cansat. importancia para el bienestar del ser humano. Desafortunadamente, estos dos aspectos no son tomados en cuenta, a pesar de CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 * Univéísidad Tecnológica de Altamira. C onta.e to: oscar_mtz l 3@hoanail.com �CAPTEUR-5AT REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA DEL PROYECTO Tabla l. Requerimientos de la misión_ Arquitectura del sistema cansat Di mensión de una lata de 35S mL Antena con diámetro menor aJ de la lata Peso máximo de 355 g. Alimentación por baterías_ Contar con interruptor principal_ Sistema de recuperación (paracaídas) Temperatura interna y externa Presión_ Humedad relativa_ Altitud. Longitud _ ivel de batería. Vibración. Aceleración_ Fotografia/video. Figura 3. Arq uitectura del sistema Capteur-sat. GESTIÓN DEL PROYECTO Distribución de masa Descripción general del proyecto Capteur-sat Masa total : 140 gramos. En la figura l se muestra el diagrama para la im plementación y desarrollo de este proyecto (todas las figuras y tablas de este trabajo son obra de los autores). La figura 2 muestra el organigrama de cada una de las actividades realizadas por cada integrante del equipo_ Figura 1. Diagrama de operación del proyecto Capteur-saL Figura 4_Distribución de masa del Captcur-sat. Balance de consumo de energía estimado Tabla 11. Distribución de consumo de energía. .""""-... M<tlJ~ - ~,.,., Figura 2. Urganigramadc act,v,dadcs realt7.adas por los ,ntcgrames del proyecto_ 46 Car,--.. ~·1'101'9\A I .D D"'4 unl1 114 .... M"'60>0 lU"'4 l L "'4 GP5ublca 50,r,A u .... CIENCIA UANL / AÑO 19, No_ 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �RODRIGO SAi ffl.AGC FLO~ES fT Al La fuente de alimentación para los componentes del cansat será mediante una batería de litio de 5 V de 2000 mAh, la cual tiene una duración de 35 min de carga, el tiempo suficie nte Estos componentes son lo que se tienen actualmente, se pre- para poder realizar la misión . La figura 5 muestra un diagrama del suministro de energía RESULTADOS Y DISCUSIÓN de las baterías para cada subsistema. Antes de encapsular el cansat se realizó un diseño en 3D de la tende poner en funcionamiento otros sensores. lata con el software Sol id Work como se observa en la figura 7. Figura 5. Diagrama del subsistema de energía. Figura 7. DiscñoenSolid Work de Ia Iata. Integración de subsistemas Los subsistemas de Capteur-sat quedan distribuidas en tres etapas importantes: entradas, procesamiento de datos y salidas. Con la ayuda de una impresora en 3D el diseño en Sol id Work fue impreso con material TPA (figura 8). - ·, -- - ·-' Figura 6. lntegraci n de subsistemas del Captcur-saL Tabla lll. Estimac ión de costos. Pieza Arduino nano Lm35 Bmp180 Mpu6050 Mq-135 GPS ublox neo 6m costo $120 $35 $90 $120 $150 $350 C IEN CIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SE PTIEMBRE- OCTUBRE 2016 Figura 8. Máquina impresora en 3D. Una vez impresa nuestra lata, se procedió a implementar los circui tos en tablillas para la conexión y distribución de los dispositivos, para poder encapsularlos de la mejor manera. La figura 9 muestra la estructura final de l cansa!. �CAPTEUR-SAT Figura 9_ Estructura final del Captcur-sat. CONCLUSIONES Después de ordenar todo, se procedió a implementar la interfaz de visualización de datos en un panel de instrumentación virtual diseñado en el software de LabVlEW_Como se muestra en la figura 10_ Aunque los valores obtenidos hasta el momento con el cansat no arrojan datos claros para detenninar en qué cantidad se encuentran los contaminantes en el ambiente, nos ayuda a entender que nuestros dispositivos funcionan y con la asesoría adecuada poder determinar la afectación de interés. Por lo anterior, trabajaremos en el análisis de los datos, además de adherir o cambiar algunos componentes para cubrir la mayoría de las variables solicitadas en el concurso. El desarrollo de este cansat permite a la zona sur de Tamaulipas una alternativa para evaluar las variables más importantes para la medición de la calidad del aire. Además, brinda la oportunidad a abrir nuevos tópicos de investigación Figura 10_Panel de instrumentación vinual en LabVIE W. De tal manera que los datos enviados del Capteur-sat a través en la zona donde el mayor peso académico está estrechamente relacionado al área petroquimica e industrial. del procesamiento de los mismos por nuestra computadora de vuelo son recibidos mediante comunicación inalámbrica AGRADECIM IENTOS con protocolo lEE 802_ 15-4 en los dispositivos Xbee Pro 3 al desplegar los datos que aparecen en la figura 11 aylamp Mechatronics, 201 Sa y 201 Sb )- Agradecemos al rector y al coordinador de ingeniería mecatrónica de la UT de Altamira por todo el apoyo y las faci lidades dadas en el desarrollo de este proyecto. Asimismo, al M_C.LE Óscar Martínez por los consejos dados en cada etapa desarrollada. REFERENCIAS Figura 11 Visuah2aeión de la variable 1empcnnura del pieosa1éli1e Captcur-sat. 48 Agencia Espacial Mexicana_ (2014)_ Material de enseñanza del Curso Nacional de Ingeniería en Sistema5 Espaciales aplicado a una misión Cansat, del 8 al 12 de diciembre de 2014, Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro_ Agencia Espacial Mexicana. (2015)_Estructura de 1111cansat_Consultado el 17 de noviembre de 2015_ http://WW\ .educacion espaciaLaem_ gob.mx/cansaLhtml CIENCIA UANL / AÑO 19, No_ 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �RODRIGO SAi ffl.AGC FLO~ES fT Al Carrasco D., R , y Vázquez H., S.(2014). Nanosatélite basado e11 microco11-trolodores PIC: cansat, Jer. Congreso Virtual, microcontroladores y sus aplicaciones, Cuba. Hangar. (20 12). Ardui110 + Xbee; primeros pasos. Consultado el IOde agosto de 2016. https:/lhangar.org/webnou/wp--content/uploads/2012/0 1/ arduino--xbee--primeros--pasos.pdf blox: NE0-6M módulo GPS con MATI..AB por I-letpro. (2015). GP USB. 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Consultado el 19 de nov iembre de 2015 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp. jsp?tp=&arnwnber =5492406&isnumber=5492336 Recibido 8--8--1 6 Aceptado 10--9--16 �IGNICIÓN 2.0 JUAN Juuo C ÉSAR CAMPAS BumMEA*, G uSTAvo AooLFo CAsn11óN RAMíREZ*, GERMAN GARZÓN MAN.JARREZ*, ERICK ALBERTO MéNDEZ MENDOZA*, C HRISTIAN A1miRO SAAVEDRA C EBALLos* v SILVIA KAR1NA Rms L10* RESUMEN la superficie terrestre al momento del aterrizaje (Sánchez et Se diseñó un cansat que actuará como sonda y que, con ayuda de sensores y un arduino, recolectará diversos parámetros al. , 2016). Todos estos procedimientos tienen la intención de simular a un verdadero satélite. relativos a las condiciones para la vida en ambientes aún no habitados. Posterior a la recolección y el descenso se publicará Los satélites cansat se caracterizan por su vol umen y zona de operación, mientras que se categorizan por el enfoque de una base de datos en una página web de acceso público para aq uellos interesados en dicha información. El cansat debe ser su misión. El primer tipo de misión es de telemetría, y se encarga específicamente de recolectar y transmitir información en tiempo real a una estación terrena para ser procesada y capaz de soportar las condiciones del lugar de aterrizaje hasta el momento de recuperación, por lo que se apoyará de celdas solares para swninistrar energía a la batería. monitoreada según la misión específica del eq uipo (UANL et al. , 2016). El segundo tipo de misión es el de comeback, cuyo Palabras clave: cansat, base de datos, sensores. objetivo es manufacturar un cansat de telemetría y, además, d iseñar e implementar un vehículo tipo Rover, que permita regresar el cansa! al punto de partida (UN AM, 2015). Gracias a la simplicidad y al bajo costo de realización, comparado con ABSTRACT We will send a CanSat that will act as a probe and, using sensors and a micro controller, we wi ll collect various parameters relating to the conditions for life in uninhabited environments. After collecting information and the descent, data base will be generated and posted on a publicly accessible webpage for those interested in this information. The CanSat must be able to withstand the conditions ofits landin g until its recovery, so otro tipo de proyectos espaciales, el cansat es una excelente oportunidad para los estudiantes para iniciarse en el campo aeroespacial, en donde se ponen a prueba diferentes competencias como el diseño y ensamblaje en placas con circuitos impresos (PCB), la programación en diferentes lenguajes, la estructuración e integración de sistemas, el manejo de distintos protocolos de comunicación, así como la implementación de bases de datos y, por supuesto, el trabajo en eq uipo. it will build solar cells to supply power to the battery. MOTIVACIÓN DEL PROYECTO Keywords: CanSat, database, sensors. Un cansat es un picosatélite del tamaño de una lata de 355 mL con capacidad de recopilar datos relativos a su ubicación, para posteriormente ser transmitidos a una estación terrestre donde serán monjtoreados por medio de una interfuz gráfica. Las misiones tienen un propósito académico, son llamados Tanto el conocimiento teórico como su aplicación, suelen ser vitales para el crecimiento académico y profesional. Como jóvenes estudiantes nos motiva la experiencia que ofrece participar en actividades que incluyen el desarrollo de trabajo individual al momento de la generación de subsistemas que, posteriormente, pasarán a formar un único sistema como "satélites" pero no se encuentran orbitando alrededor de la Tierra. Los cansa! se elevan a una altura previamente establecida (por medio de un globo aerostático, un drone, etcétera) para posteriormente ser Iiberados; cuentan con un sistema de recuperación, un paracaídas, para reducir el impacto sobre 50 • Instituto Tecnológico de Nogales. Contacto: karinareycslio@ho tmail.com CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 20 16 �IGt.jlCJOt, 2 O resultado de la comunicación y confianza que caracterizan el GESTIÓN DEL PROYECTO trabajo en equipo. Existe una serie de actividades que se deben llevar a cabo para OBJETIVO DE LA MISIÓN la construcción e implementación de un cansa!. El objetivo es detem1inar si un cansat tiene la capacidad de 1. Adquirir los componentes necesarios. ejecutar una exploración del medio ambiente en Marte. La fi- 2_ Diseñar una placa PCB para montar los componentes. nalidad es adquirir datos que ayuden a evaluar si determinadas 3. Concluir el software que controlará los dispositivos/ zonas pueden ser consideradas como hábitat favorable para el desarrollo de misiones tripuladas. sensores. 4. Diseñar la estructura mecánica. Éxito mínimo: elevar el cansat a una altura de 400 m, liberarlo y evitar el desplome del dispositivo. Éxito medio: adquirir las lecturas de todos los sensores 5. Ensamblar la placa PCB en la estructura mecánica. 6_ Realizar las pruebas necesarias para validar la funcionalidad del satélite. (carga útil) en tiempo real, recuperar el cansat y que continúe siendo funcional . Dichas actividades fueron asumidas por los miembros del Éxito completo: graficar los datos en Labview para generar equipo y la relación se muestra a continuación. una base de datos, así como e l video capturado por la cámara DESGLOSE DE TAREAS y la integridad del satélite al recuperarlo. REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN Tabla l. Requerimientos de la misión. Requerimientos del sistema Comunicación entre sensores, GPS, cámara, Xbee y arduino. Tabla Arduino y cámara funcionando correctamente. Requerimientos del subsistema 1. Comunicación: tarjetas Xbee funcionando correctamente. 2. Computadora: procesamiento de los datos. l. Computadora: enviar comandos a la cámara para que ésta se active. Los datos deben transm ilirse a la estación terrena en todo momento. l. Misión: funcionamiento ininterrumpido de los sensores. Generación de base de datos la labview . Autonomía de la bateria_ 1. Comunicación y computadora: envió de coordenadas a la estación terrena. Recuperar la sonda sin darlos. n_Desglose de tareas de los integrantes del equipo. Metas Comunicación entre cansat estación terrena. Eq uipo Ignición Integrante Erick Méndez Etapa / Sección Apoyo general en subsistemas. Pruebas de al id ación. Inicialización de la cámara. Christian Saavedra Estación terrena_ Gustavo Castillón Estructura mecánica. Juan Campas Sofhwre del cansat. Germán Garzón Diseño del PCB e integración de los sensores/dispositivos. DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA DEL PROYECTO El costo total del proyecto asciende a $4 860 pesos, la tabla En la tabla 1(todas las figuras y tablas son elaboración de m muestra las características de los componentes empleados los autores) no se especifica el subsistema de energía ya que es en cada subsistema, así como todos los aditamentos (pines, un requerimiento fundamental que el sistema esté alimentado PCB, cargador de batería, sockets, etcétera) necesarios para en todo momento para cun1plir con todas las metas. una correcta funcionalidad del satélite. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �JUA!; JULIO CESAR CAl,',FAS BUITll,'EA ET AL Tabla IU . Tabla de componentes y márgenes por subsistema. Subsistema Comoutadora Componente Ard uino nano Batería Celdas solares (4) Interruptor Enern:ía Ublox NEO-6M XBEEPRO S2B (2) Comunicación Transistor NPN GY80 Cámara SW420 Misión MQ-1 35 (carga útil) VEML6070 HTU21D OMRON62C l Total Masa(1ú 5 45 Costo $67 $220 12 2 $120 $7 20 $256 9 0. 1 30 13 5 10 6 8 0.54 166 $2 240 $1 $485 $475 $20 $34 $92 $62 $75 $4 154 igura l. Subsistema de energía. Subsistema de computadora de vuelo La computadora de vuelo es un arduino nano, el cual es programado en lenguaje C y controla todos los sensores y dispositivos que conforman el cansat. Requerimientos 1. Funcionamiento correcto de la placa arduino. Subsistema de energía Subsistema de. comunicaciones El cansa! está equipado con dos dispositivos principales que ayudarán a transmitir los datos obtenidos por la carga úti l, estos disposi tivos son, en primer lugar, un mód ulo GP conectado a la computadora principal (arduino) que se encargará de recibir las coordenadas de l G PS por el Pin Rx y mediante el pin TX; del mismo microcontrolador se enviarán los datos a través de una tarjeta Xbee Pro 28 directo a la estación terrena - la tarjetaXbee se activa por medio de transistor NPN (figura 2). El cansa! está alimentado princi palmente por una pila de litio 3.JV de 7.4 V a la c ual se le han implementado celdas solares que le permitirán autosustentarse. XBE E-PRO \'CC DOtn COfft1G: La batería suministra energía a la placa ardu ino que se encarga de alimentar todos los subsistemas y circuitería que ooe R~ SE!" AD4 /DI 04 :o eT! /DI 01 lt OK/ !t!:!¡:, U VR.E F ti AD5/ 0 I OS lf. "'"!31 P.'i'::1/ ADé 15 1.3 0/ 0IOd 1 4 .AD:'./ OI Ol 11 J..DOl / DI Ol l! All0 /DI 00 11 necesite vol tajes de 5 V (por medio de un regulador que ya tie ne integrado), para los sensores que se alimentan con 3.3 V está implementado un regul ador de voltaje externo (figura 1). Requerimientos R1 -.r.rn (;!JD: 1k0 to :t 1. Todos los componentes serán alimentados por una Jl!Ut'::a !V :, A.o :t Al a ~ :4 .!.1 :l batería. 2. El sistema debe contener celdas solares. .!5 .!6 A"'/ UCP 3. La alimentación de los sensores debe ser de 3.3 y 5 volts. DU 52 .!4 :rva w - :1 :o U U 1., 16 AR0UINO-NANO Figura 2. Subsistema de comunicación. CIENC IA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 20 16 �IGt.jlCJOt, 2 O Requerimientos 1. Prueba de vibración: consta en agitar el cansat de manera reiterada y agresiva con el fin de comprobar qué tan fijos están los componentes del sistema. 1. Enviar los datos adquiridos por la carga útil a la esta- ción terrena. 2. Correcto funcionamiento del módulo GPS. 2. Prueba de fuerza centrífuga: se gira el satélite a una gran velocidad. Subsistema de la misión (carga útil) 3. Prueba de impacto secundario: consiste en golpear la base donde se sitúa el cansat para generar perturba- Este subsistema es el encargado de recaudar todos los datos durante el tiempo de vuelo del cansat (UNAM, 2015) ya que ciones. 4. Prueba de impacto directo: el cansat soporta el golpe contra el suelo derivado de una caída libre a una al tura contiene el integrado GY-80, para medir temperatura interna, presión atmosférica y altitud sobre el nivel del mar; el integrado HTU2 ID para medir la temperatura externa del satélite, así como la humedad relativa, el sensor VEML6070 que mide la radiación UV; el sensor MQ- 135 que se encarga de monitorear de 10m. 5. Prueba del paracaídas: comprobar que el paracaídas se abre a tiempo evitando el desplome del satélite. 6. Prueba de la cámara: asegura que se ha grabado el la calidad del aire y finalmente un relevador de estado sólido por medio del cual se activa la cámara y se inicializa la captura de audio y video (figura 3). video durante el tiempo de vuelo. Todas las pruebas fueron superadas con éxito dado que el satélite no perdió comunicación ni dejó de transmitir los datos en ningún momento, por lo tanto, a pesar de las diversas perturbaciones que podría sufrir el dispositivo, e incluso el impacto con el suelo a la hora del descenso, éste se mantiene en óptimas condiciones y completamente funcional . A continuación se muestran las gráficas de ciertos parámetros transmitidos en tiempo de vuelo del satélite y un fragmento de la base de datos que se creó en Microsoft Access en una de las pruebas realizadas. Figura 3. Subsistema de la misión. Estación terrena La estación terrena es la plataforma encargada de recibir, monitorear y almacenar los datos enviados por el cansa! y se compone de una tarjeta Xbee PRO S28 y una computadora. CONCLUSIONES El crear una estructura mecánica es un reto puesto que todos los sensores y dispositivos deben entrar en la lata, pern1anecer estáticos y operar al mismo tiempo, además de ofrecer w1a protección ante posibles perturbaciones. Temperatura del cansat ( ºC) Requerimientos 1. Antena Xbee con alcance mínimo de 400 m de distancia 2. La transmisión no debe tener interferencia. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para comprobar que el satélite es capaz de cumplir con su misión, se debe someter a diversas pruebas estando en funcionamiento, las cuales son descritas a continuación: CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 "' 45 o ].... 40 o 35 30 o so 100 150 Segundos Figura 4. TcmpcraLura monitorcada en tiempo de vuelo. 200 250 �JIJAI l JULIO CESAR CAMPAS BUITIME.A ET t,L Tabla IV. Fragmento de la base de datos generada en la e tación terrena con los dato enviados por el cansat durante el tiempo de vuelo. Altura sobre el nivel del mar (M) 500 450 g 400 rl'l i El Provecto Jonidóo 350 300 250 130 150 190 170 230 210 Tiempo Figura 5. Altura sobre el nivel del mar monilorcada e n tiempo de vuelo. Temperatura Humedad (%) Presión (Pa) Altura 37.5 213 97205 348.81 37.5 20.5 97108 358.37 37.5 20.4 96980 368.72 375 20.4 96888 376.83 37.6 19.9 96797 384.52 37.6 19.9 9680 1 383.39 37.6 19.9 96769 386.07 37.6 19.9 96749 388.58 37.6 20.3 96667 391.17 37.6 20.3 96583 400.08 37.5 20.2 96529 407.26 37.6 20.2 96304 426.51 Humedad relativa (%) 15 o 50 100 150 200 250 Tiempo el pin 5 digital como un RX y así conectar el tenninal TX del GPS al pin 5 y el RX al pin 6. Figura 6. Humedad relativa monitorcada en Licmpo de vuelo. Decidimos hacer una relación entre una base de datos en Access y el monitoreo de parámetros en LabView, de forma Presión abnosférica (Pa) 98000 97500 •O ·¡;¡ 97000 ~ 96500 a. 96000 95500 que todos los valores medidos se almacenaran en dicha base. Finalmente, logramos que todos los subsistemas funciona- e ran en annonía y dimos por concluido nuestro cansat. Se puede decir que gracias al coste de realización modera120 170 220 Segundos Figura 7. Presión atmosfériea monitoreada en tiempo de uclo. Los sensores que presentaron problemas fueron el GPS y el sensor de humedad, ya que al demandar más corriente al regulador de 33 V, el voltaje disminuía causando que sus lecturas fueran incorrectas o nulas, además de que el módulo GPS sufría la incapacidad de mandar las coordenadas a la placa arduino; después de una ardua búsqueda se encontró que el do, poco tiempo de preparación y simplicidad en comparación con otros proyectos espaciales, este concepto es una excelente oportunidad para estudiantes de dar los primeros pasos en materia espacial. Son los estudiantes quienes se encargan de seleccionar la manera en la que van a realizar su misión, diseñar el cansat, integrar los componentes, comprobar el correcto funcionamiento, preparar el lanzamiento, analizar los datos y organizarse como equipo distribuyendo la carga de trabajo. Se trata en definiti va de una reproducción a escala del proceso de diseño, creación y lanzamiento de un satélite real . arduino de modo que éste funcione como un TX por lo que Por otra parte, fuera de los logros educativos que pueda brindar el proyecto, el otro motivo por el cual la realización del cansat logra ser oportuna es la exploración, ya que gracias a la la solución fue utilizar el pin 6 digital del arduino como TX y telemetría se pueden recolectar y transmitir datos de vuelo en pin RX del módulo GPS debe ir conectado a un pin digital del 54 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �IGJ· HCIOt 1 2 O tiempo real, lo cual lo hace un dispos itivo idóneo para investigar otros planetas, desde la órbita hasta la superficie terrestre. Midiendo diferentes variables como la presión del aire y el porcentaje de oxigeno, es posible construir una imagen de la historia del terreno, además de que se puede ejecutar la misión en diferentes partes y abarcar un terreno más amplío en menos tiempo. REFERENCIAS Sánchez C., Á.E., et al. (2016). Picosatélites educativos cansat: Primer Concurso Nacional en México. Ce/erinet, Año 4, Vo l. Vil. 20-28 . ANL, et al. (2016). 2° Concurso acio11a/ de Ppicosatélires Educalil'os Cansa/. Consultado el 19 de agosto de 2016. http://concursoscansat. com/documentos/cansat20 16/Convocatoria_ 2do_Concurso_ CanSat%202016.pdf AM. (2015). Manual cansa,. Consultado el 19 agosto de 2016. http:// rue .unam .mx/Eventos/Real izados/CA SAT_ 11/Manual_ Cansat_ RUE_AEM pdf AGRADECIMIENTOS A UNlSEC-México, así como a la UANL por realizar este tipo de concursos y no dejar que muera esa pasión por la tecnología y las misiones espaciales. Al ITN por ser la instih1ción que nos da las herramientas para competir. C IENCIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 Recibido 8-8-16 Aceptado 10-9-16 �KANZAT GeRARoo .ANroN10 L1RA IBARRA*, Luis ÁNGEL ÁvAJ..os De LA CRuz* , José GUADAi.UPE NAVA ZAvMA *, DARío MANUEL ZúÑIGA RoSALES* v José SANros TIENDA BAZALDÚA* RESUMEN Los satélites cuentan con una clasificación, según su Con la innovación en la tecnología enfocada en el estudio masa, la cual está relacionada directamente con los costos de del espacio, surgieron los satélites artificiale.s clasificados en lanzamiento y la órbita de operación. La categoría de menor categorías. En una de ellas, en los llamados picosatélites, se masa es la de los picosatélites; es dentro de esta clasificación encuentran unos dispositivos, de índole educativa, llamados q ue fabricaremos un cansat. cansat. Éstos buscan atraer a las personas con gusto por la c iencia y la tecnología, y darles una introducción de lo que ¿QUÉ ES UN CANSAT? implica una misión espacial en un satéli te real. Integran diferentes elementos electrónicos, lenguajes de programación, El cansa! es un dispositivo que consiste en simul ar el funcio- sistemas de comunicac iones y estudios en la aerodinámica de namiento de un satélite artificial (Sánchez et al. , 2016), los los cuerpos que posibilitan su función educativa. también llamados picosat tienen un tiempo de elaboración Palabras clave: satélites artificiales, picosatélites, cansat, diferencia de sus homólogos de mayor tamaño, que requieren, misión espacial. además, de un personal altamente calificado para construirlos. menor y su costo de fabricación es relativamente económico, a Los cansat pueden ser elaborados con componentes electró- ABSTRACT nicos comerciales y necesi tan una programación sencilla que With innovation in technologies focused on the study ofspace, puede real izarse desde una computadora personal (Carrasco artificial satell ites have e.ame about that are classified into diffe- y V ázquez, 2014 ). Éstos no son puestos en órbita, ya que rent categories. One ofthem is the Picosatell ite which includes pueden ser elevados y dejados caer desde diferentes alturas devices that are educational in nature called CanSat, seeking por diversos medios como cohetes, globos o multirrotores. to attract people with interest in science and technology. It Igual que un satélite arti:ficial, éstos cansats realizan una mi- gives them an introduction to what a space mission in a real sión, que deben cumplir con ciertos requisitos: ser autónomos y satellite is like, integrating different electronics, programming transmitir infonnación por telemetría hacia una estación terrena languages, communication systems and studies in the aerody- durante el descenso -que puede ser por medio de paracaídas namics ofthe bodies that help perform an educational satellite. o desplegables- (Nylund y Antonsen, 2015). Los datos que toma del medio, mientras cae, son recolectados por sensores y Keywords: artificial satelJites, picosatellite, CanSat, space procesados a través de una pequeña c.omputadora.. El programa miss ion. encargado de interpretar dichos datos, los envía a través de una señal de radio, que será recibida y decod ificada por un elemento En la actualidad, cuando hablamos de sistemas aeroespaciales receptor en tierra, para finalmente darles una utilidad y cumplir es muy común pasar por alto los satélites, los cuales tienen una c.on lo encomendado. Todo lo anterior debe estar confinado en gran participación en el desarrollo tecnológico de las agen- una lata de refresco que no supere los 500 mL. cias espaciales, en industrias enfocadas a temas del espacio En recientes años, se han comenzado a realizar compe- e incluso en instituciones ed ucativas; los satélites pueden ser tencias en las que no sólo involucran lo antes ya mencionado, usados para un amplio nún1ero de propósitos, como la comunicación, monitoreo del clima, observación e investigación (Walker et al. , 20 l O). 56 • Universidad Autónoma de uevo león. Contacto: angd.colin@fcfm .uanl.mx CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �KAIIZAT sino también se enfocan a real izar tareas específicas innovando en la forma de realizarlas, lo que pone a prueba la creatividad corregir los errores, así como impleme ntar nuevos componentes, con el fi n de obtener un lugar en las posiciones fi nales de los estudiantes para resolver un problema y sus habilidades entre las universidades participantes. en diferentes áreas. Cabe aclarar que los satélites cansat no son un juguete, son herran1ientas tecnológicas que, si bien tienen fi nes educativos, OBJETIVO DE LA MISIÓN no son fáciles de elaborar; requieren de mucho trabajo multidisciplinario, en el que se involucran áreas como electrónica, La misión pri ncipal de nuestro proyecto, al c ual denominamos Kanzat, será de telemetría_ Las variables medidas por los programación, diseño aeronáutico y modelado matemático, módulos encargados de tomar lectura serán procesadas por medio de un microcontrolador y enviadas a la estación terrena entre otras. Por esta razón, en la fabricación de un cansa! se necesitan personas con diferentes discipl inas y la intervención mediante antenas; en esta etapa, se de-sarrolló un código en lenguaje gráfico _Con ello se pretende un mejor seguimiento de un asesor previamente capacitado en la confección de estos dispositivos_ de la misión, así como ahorrar tiempo en la elaboración de MOTIVACIÓN DEL PROYECTO gráficas y tablas que ayuden a la interpretación de la información m: ibida. El cansat es el primer peldaño para alguien que quiere incur- REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN sionar en la investigación y desarrollo satelitaL Los miembros de este equipo participaron en el concurso en 20 15, por lo que En la tabla I se describen los requerimientos generales de la con la experiencia adquirida pretenden mejorar los resultados, misión Kanzat. Tabla l. Requerimientos de la misión_ [{rquerimientos de la midón Requerimientos del sistema Rt>qurrimirntm; drl Sensores Comaok ■ rion \letns suhsistrma Xbee* Transmitir los datos generados por los sensores y la cámara fotográfica en el satelite. Fotografia Transmitir el estado de la batería a la computadora a bordo. GSM De1pl<g• bits Proporcionar m descenso seguro para el satélite. Paracaídas Determinar la posición del satélite. GPS Interna Medir la temperatura dentro y fuera de la lata para asegurar el correcto fwx:ionamiento de los componentes y conocer las condiciones meteorológicas externas. Delttcioa Sensor de Externa temperatura Conocer la presión a la altitud a la que se encuentre el satélite. Sensor de presión Obtener tomas fotográficas de todo el recorrido del satélite durante su descenso. Cámara foroeráfica Acelerómetro Vibración Medir la aceleración del satélite durante su viaje_ Poder determinar si existe una estabilidad dentro del sistema, así como las condiciones aunadas a la vibración generada durante el descenso. Alimentar el sistema durante todo el viaje. Batería Regulador de 3.3 V Alinw ■ tadcín Proporcionar un voltaje estable y regulado para el correcto funcionamiento de todos los sistemas. Capacitores CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �GERARDO Al ffOI JIO URA IBARRA fT Ai GESTIÓN DEL PROYECTO En las figuras 2 y 3 se muestran los subsistemas y el módulo de comunicación Xbee, antes de la integración. En la La gestión del proyecto Kanzat se muestra distribuida conforme al organigrama de la figura 1. figura 4 se muestra el sistema integrado, listo para introducirlo en una lata. Figura 2. Subsistemas del Kanzat con GSM, A DXLl 335 GY:.ii 1, GPS , DHT22y BMPl80. Figura 1. Organigrama para la gestión del proyecto. DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA . .. . :· :tí~ : DEL PROYECTO ., . ::,... 1 •• . :·· .o El proyecto Kanzat se compone de cuatro subsistemas y una cámara fotográfica en color, como se describe en la tabla 11, todas las cantidades están expresadas en pesos mexicanos: Figura 3. Componentes electrónicos que constituyen el Kanzat: ardumo micro, ard uino promini con regulador y cle,,ador de voltaje, cámara 1· rL L1nk.5pire y tarJeta XBec con lcc.tor para tarjeta SO. Tabla 11. Componentes del Kanzat. E:lrmrnto Mcxlulo Gps Ublox Neo-6 m Gy-gos6 mv Sensor de humedad y temperatura DHT22 Sensor de presión atmosférica BMPl80 Lector de bateria Sim800L (GSM) Ac,elerómetro analógico ADXL335 GY-6 Sensor de remperatura LM35 Sensor de vibración SW420 Xbee Arduino micro 58 Mosa 16.8g De-scriDCión Lectura de la lat itud y longitud Costo $3 15 2.4g Sensor digital de temperatura y humedad . $89 1.1 g Rango de medición de 300 a 1100 hl'a. $95 Sg Lectura del estad o de la batería $380 1.27 g Mide aceleración en tres ejes en un rango de +3G a-3G. $60 lg Sensor de temperatura con una salida proporciona] a la escala Celsius. Mide vibración y cuenta con n comparador LM393 con una salida digital. Módulos de comunicac.ión. Com putadora de vuelo con la que se procesa la información de los sen.sores.. para su posterior transm isión por los módulos de comunicación. Procesar imágenes provenientes de la caJTiara y transmitir los datos po, uno de los módulos Xbee. Fotografías de alta resolución. $28 5g 20!!, 1.27 g Ard uino pro-m ini 2g Link.Sprite JPEG Color Camera 1TL Lector micro SO Jg LD33 V regulador de voltaje a 3.3 V Elevador de voltaje Batería Li- PO de 3.7 V $45 $500 $400 $78 $938 3g Almacenar la informac ión de medidas obtenidas por los sen.c;;ores y fotografias_ Proveer de un voltaj e de 3.3V a los sistemas. $ 12 4g 30g reeulador de voltaje elevador nara arduino micro Suministrar energía a todos los subsistemas $50 $ 100 3g $20 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �KANZAT Para resolver la integral se hace cambio v = =v 1. Ahora deshacemos el cambio y se despeja (v) en función del tiempo (t = trJ para obtener (2) Figura 4. Integración del sistema Kanza1. Podemos obtener la expresión de la posición de la partícula en función de la velocidad haciendo cambio de variable. d - RESULTADOS Y DISCUSIÓN dt En etapa de pruebas se realizó una serie de cálculos que demuestran el funcionamiento del paracaídas, el cual fue d d d dx dt dx ;:;; - - ;:;; - 11 La ecuación de l movimiento se transforma en: lanzado desde wlll altura aproximada de 9 m en el interior de un edificio, como se muestra en la figura 5. -v • (3) que se puede integrar de forma inmediata. La altitud a la cual se dejó caer en función de su velocidad de descenso 11 es: o= !:L. h...2 .:..:..:..:i. ro - (4) j Figura 5. Prueba de despliegue del paracaídas. La ecuación del movimiento en el instante en que se abre el paracaídas se puede expresar de la siguiente manera. Despejando v en la expresión anterior, obtenemos que la velocidad en la función de la posición x de la partícula sea: (1) Donde k es la constante de proporcionalidad según la forma del paracaídas; ges la gravedad terrestre (9.81 m/s1 ) ; ves la velocidad de descenso y m la masa total del sistema. Para resolver la ecuación I integramos para obtener la l= (5) Con la velocidad de la partícula se tiene un estimado del tiempo de vuelo, posible trayectoria a expensas de los cambios atmosféricos, así c-0mo de la fuerza con la que el cansat golpea contra el suelo. velocidad (v) en cualquier momento (t). Las cond iciones Para nuestro Kanzat de masa 0.15 kg el paracaídas se abrió iniciales son v0 la velocidad de la partícula en el instante t0 cuando se abre el paracaídas. a los 0.55 segundos de dejarse caer, 3.3 segundos después tocó el suelo quedando en posición vertical desde una altura aproximada de 9 m. Hay que hacer la aclaración de que esta prueba se realizó en un cuarto cerrado, por lo que la velocidad i;' f -------,d !:...•.,,+ c. - • C IENCIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 de descenso cambió. �GERARDO Al ffOI JIO URA IBARRA fT Ai La prueba de integración de los sensores principales tuvimos que realizarla a nivel de suelo en un cuarto cerrado con paciencia y perseverancia, conseguimos resolver; la realización de un trabajo como éste es muy satisfactoria cuando personas calefacción, obteniendo con esto una serie de resultados muy de diferentes disciplinas colaboran en equipo. De igual manera aprendimos cómo implementar sistemas satisfactorios, los cuales se muestran en la figura 6. de ingeniería en la realización de una tarea aeroespacial. 'E' e 484 l'1 482 I a < ü ...... :!! a l'1 8. E ~ ~ "O ] :, I "' a. C AGRADECIM IENTOS Gracias a la ayuda provista por nuestros asesores, Bárbara Bermúdez Reyes y Ángel Colín, que creyeron en nosotros 480 2S para realizar semejante tarea. Agradecimientos e'5peciales a nuestros familiares y amigos que nos acompañaron en momentos de arduo trabajo y supieron 24 2l 22 69 apoyamos cuando más lo ocupábamos. 66 63 REFERENCIAS 60 9S7.S 9S7.0 e .2 ~ 956.5 a. 200 400 600 800 l 000 1200 1400 1600 Tierrµ, [seg.) Figura 6. Resuhados obtenidos de temperatura, humedad, presión y aceleración. CONCLUSIONES Hemos descrito la construcción y pmebas de funcionamiento de nuestro dispositivo Kanzat. En la realización de este proyecto nos encontramos con muchos problemas, los cuales, con 60 Carrasco D. , R. , y Vázquez H. , . (2014) . Nanosa1é/i1e basado en microcomroladores pie: cansm, 3el'. Congreso Virt110I, Mícrocomoladores y sus Aplicaciones. Cuba. ylund, A., y Antonsen, J. (2015). CanSa1 general i111rod11c1io11 and ed11ca1ional adrnmages. Consultado el 15 de Agosto de 20 16 en: https://www.narom.no/ Sánchez C., E. , et al. (2016). Picosatélites educativos cansat: Primer Concurso Nacional en México. Celerine1, Año 4, Vol. Vil , 20-28 . Twiggs, R., (1998). UniversitySpace System Symposiwn (USSS), Hawaii, USA Walker, R., et al. (201 O). ESA Hands-on Space Education Project Activities for University Students: Attracting and Training the ext Generation ofSpace Engineers, IEEE EDUCON . Education Engineering. 1699- 1708. Recibido 8-8-16 Aceptado 10-9- 16 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE -OCTUBRE 2016 �ICARU S Ó scAR MARriNEZ HERNÁNDEZ, Non DEL ÁNGEL PoLANco*, ER1L A. PAUúN RoDRíGuEZ*, PAB LO N1ET0 MARriNEz*, Euu BENíTEZ HERNÁNDEZ* v RICARDO C ASTILLO PÉREZ* RESUMEN El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un picosaté1ite cansat que pueda ser capaz de recolectar y transmitir datos de telemetría y posicionamiento global a una estación terrena móvil dentro de un smartphone, combinando algunas de las tecnologías que son aplicadas en comunicación inalámbrica La estación terrena ha sido diseñada y desarrollada a través de una aplicación móvil, la cual despliega, en tiempo real, los datos recopilados del cansat en un smartphone o PC, con esto se logra un despliegue de datos más amigable, ági l y versátil. La aplicación ha sido desarrollada con tecnología web; para poder hacerla llegar a su destino combina la transferencia (Zigbee y wifi) Se pretende que los datos de interés (presión, temperatura, humedad, posicionamiento global, etcétera) sean de datos entre tres protocolos de comunicación inalámbrica: Zigbee (IEEE 802 .154), transmisión de video de 5.8 GHz y desplegados gráficamente en la aplicación móvil durante el lanzamiento y descenso del cansat, con intervalos de lecturas wifi (Domoprac, 20 16; Pluralsigth, 2016). de los datos de al menos 0.5 segundos. Otro objetivo de l proyecto es la recuperación del cansat después del lanzamiento. MOTIVACIÓN DEL PROYECTO Palabras clave: picosatélite, cansat, smartphone, wifi . El motivo para el desarrollo de este can.sal, esencialmente, es que en la zona sur de Tamaulipas, compuesta por las ciudades ABSTRACT de Tampico, Madero y Altarnira, los temas relacionados con la tecnología espacia.! son escasos, y el peso académico de Design and build a CanSat Picosatellite able to receive and broadcast Telemetry and Global positioning data to a mobiJe station inside a Smartphone, along with ZigBee and Wi-Fi la mayoría de las lineas de investigación está estrechamente relacionado aJ área petroquimica e industrial. Otras motivaciones son el reto para combinar varias tecno- which are applied technologies for wi.reless communication so the device will be able to display graphically in a mobi.le logias típicas para la transmisión de datos de forma inalámbrica, con el uso de los protocolosZigbee (IEEE 802.15 .4) y wifi . app important data (Pressure, Temperature, Humidity, GlobaJ Positioning, etc.) during the launch and landing ofthe Can Sat, Así como programar y diseñar nuestra propia estación terrena mediante el software Node.js e IONlC ómadas electrónicos, with data reading lapses of at least 0.5 seconds, as well as the recovery ofthe device. 20 15), para crear una aplicación capaz de representar los datos de telemetría del cansat en cualquier dispositivo, en cualquier Keywords: Picosatellite, CanSat, Smartphone, wi-fi. parte del mundo, por medio de internet, ya sea una PC o un smartphone, como lo hiciera cuaJquier estación terrena. Este cansa! trabaja con los requerimientos necesarios para el envío de datos de telemetría y posicionamiento global (GPS). OBJETIVO DE LA MISIÓN El segmento de vuelo está constituido por una computadora de vuelo que utiliza un microcontrolador ESP8266 encapsulado cas de una estación terrena capaz de representar los datos de en una tablilla compacta denominada ESP 12-Q, a la cual se le incorpora w1 GPS, el sensor BMP 180 y otros dispositivos para telemetría y posicionamiento global transmitidos de un cansat al combinar varias tecnologías de comunicación inalámbrica. procesar los datos y obtener los valores de posicionamiento global, temperatura interna y externa, presión, latitud y altitud Éxito mínimo: trasmisión de datos entre el cansat y la esta- Desarrollar una aplicación móvil que cumpla las característi- relativa -como lo haría un satélite convencional- (Walker et al., 2010). CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 • In tituto de Estudios Superiores de Tamaulipas. C ontacto: oscar.martinez@iest.ctlu.mx �ción terrena cada segundo y transmisión de video a estación terrena. y para ello se siguió el diagrama de operación de nuestro dispositivo que se muestra en la figura J _ Éxito medio: retransmitir y procesar datos durante el lanzamiento y descenso de 1/2 segundo por muestreo. Éxito máximo: envío y procesamiento de información entre los protocolos de comunicación inalámbrica Zigbee y wifi desplegados gráficamente en la aplicación móvil y en el ordenador usados como estación terrena durante el lanzamiento y descenso del cansat, y recuperación del mismo. REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN DE TELEMETRÍA La misión debe cumplir con los req uisitos que se detallan en la tabla I (las tablas y figuras en este trabajo füeron realizadas por los autores). GESTIÓN DEL PROYECTO Para poder lograr el füncionamiento del sistema lcarus se requiere el manejo de diferentes protocolos de comunicación Figura 1. Diagrama de Operación de lcarus. Tabla L Requerimientos de la misión. Rt-qurrimientos d r.l sistema Dirnens.iones del cansat Rrquf'rim.if'otos de.l su bsistema ~1r ta_~ TOOos los compont•:rues no de-ben exceder el diámetro interno de una Lata de refresco (menor a 6.5 cm). i el peso e<1ipulado para la Todos los oomponen1es del cansru deben caber dentro de una lata de refresco de 355 mL con una masa igual o menor a 355 g. misión. Antenas de transmisión de datos Transmisión de información Tiempo de transmisión de info rmación Sum in.1s:tro de energfa Uso de antenas para lograr awnentar eJ alcance de transrnisi6f'J/ recepción. La transm1s16n de lo..~ datos del cansat a la estac ión terrena se reafrzará por medfo de un Xbee SPRO, con excepc ión de la transmisión de imagen que se Serán montada.ll al exterior el diámetto deberá ser menor que el de. la lata. El cansaJ únicamente es el transmisor la estación terrena es el receptor. realiiara por medio de un módulo IBS UNIFY PRO. La computadora de vuelo deberá ser w, disposi11 o capaz de manejar los protocolos de comunicadón: UART, 12C y SPI de formo rápida y segura. Caracteristkas técnicas de los sensores, computadora de \IUelo. GPS. Deberán operar a un inismo nivel de voltaje y que oo rebose los 2400 mAh en modo Cada 0.25 segundos el cansat envtará telemetría a la estación terrena. Proporc1ooado por balerlas de lujo_ Con fü.cil acceso para ser reemplazadas en caso de ser necesario. operación. lnterruptOf' de eticendido las seílales proporcionadas: por cada dispositivo de acuerdo a la variable medida deberán ~ compatibles con la computadora de vuelo. El inre-rruptol" principal deberá. se, colocado en un lugar accesible-. Mecanismo de descenso aerod1námico El deseen.~ no debe ser en calda Iibre. Veloc idad de En1te5 y 12 mis. descenso limitada Alcance de recepci6fl de datos 62 Hacer uso de paracaídas. Y se contempla fueta de l v~umen del cansat. Distancia de transmisiórl de datos. Entre los 400 500 m en lfnea rec.ta. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �ICAP.US DESGLOSE DE ACTIVIDADES DE LOS INTEGRANTES Lista de componentes en cada subsistema DEL EQUIPO En la figura 2 se muestra el organigrama de cada una de las El proyecto está dividido en varios subsistemas cada uno, con un determinado conjunto de componentes. En la tabla U se actividades necesarias para el desarrollo de este proyecto. muestra una lista de componentes. Tabla U. Lista de componentes y utilidad. Figura 2. Organigrama del proyecto. DESCRIPCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA ....... Adqauicillade M(cerpúlil) Unidad de medici6n BMPIIO ~ ~ pnsiónyellura DEL PROYECTO Arquitec tu ra del sistema cansat Tabla lll. Distribución de masa de cada componente. w•---rnrrwr ----=----:e=-" 5g Svt»istema de comunicación Subsis ema de la misión (ca rga ú il) SubS1stema d la computadora de Vuelo ft:lif :iitií'W 1g 2lx 18 6 1 X 52 25& 6.5 diametro 30g 33x 16 g C IEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 198 X J3 2.5g 33s Figura 3. Arqu itectura del sistema cansat. 45xT8 15g 27& Subsistema de energía 35x25xl0 155¡; l5• t5'25 �Distribución de masa Integración de los subsistemas Con base en los lineamientos del proyecto fue necesario reali- En la figura4 se muestra un diagrama que detalla la interacción de los subsistemas que componen el proyecto. zar una tabla (véase tabla □1) con los pesos de los componentes. Tabla IV Distribución de potencia de componentes . •••• 2! m.A + JO - JJ).J_,. 25mA atdu ]J..3'\ ■ r:r:twr SltA l.J - 6.0 V llaA ~- l..l~:5v 240 mA 295 m.>\ 1'-1.IV ]O..jj)na,\ ~º""' J.J-6 V I.SmA 1...s..s~ '°""'. s,, 2SCJ..600mAb. Costo de cada componente Tabla V. Costos de cada componente. Figura 4. Interacción de subsistemas. A continuación se explica brevemente la secuencia a seguir de cada subsistema para lograr que la misión sea exitosa SUBSISTEMA CANSAT Se realiza la medición de las diversas variables fisicas me- Misión (auputil) 64 GPS Unidad de medición baromélrica Giroscopio/ acelerómetro $239 diante el uso de sensores. Las lecturas serán colectadas por la computadora de vuelo basada en el MCU esp8266 (Nómadas $69 electrónicos, 2015) y, posteriormente enviadas mediante SSI Cámara un mód ulo emisor Xbee (Hangar, 2012). La transmisión de video será encendida por la computadora de vuelo, pero será DHT22 $800 $90 Total $5898 transmitida independientemente por una conexión directa entre la cámara y el módulo TBS Unify (Tearn Blacksheep, 20 16). CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 20 16 �ICARU5 SUBSISTEMA ESTACIÓN TERRENA Presión-Tiempo 1 \ Se procede a la recepción de datos mediante un módulo receptor Xbee, posteriormente se realiza el tratamiento de datos - recepción, proceso, empaquetado- en un pequeño servidor portable. Tan1bién recibe los datos de video mediante un receptor análogo con pantalla y los reenvía mediante un servicio de websockets (Phoboslab, 2013 ). SUBSISTEMA CLIENTE PC o DISPosmvo MÓVIL La aplicación lcarus realizará el desempaq uetado y presentación de datos numérica y gráficamente. Y estará disponible para poder acceder a los datos y video en tiempo real desde la red local, y estamos trabajando en el acceso desde Internet. 100\ ·- 11 Figura 6. Gráfica de pr<-si6n (hPa) contra tiempo (ms). Debido al corto tiempo de caída sólo se tomaron tres muestras de presión (ver figura 6), que equivalen a alti tudes desde 12.5 hasta un metro (si la presión a partir de la cual se mide es 1006.ShPa), como se muestra en la figura 7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Altitud-Tiempo Se precisó enfocar la transferencia de información en un alto muestreo del sensor MPU6050 (acelerómetro y giroscopio) (Naylamp Mechatronics, 2016), se obtenían 46 muestras por segundo de los seis ejes, como se muestra en la figura 5. En esta figura se presentan los datos de los tres ejes del acelerómetro. Son 70 muestras de cada eje a lo largo de 1520 milisegundos. Las vibraciones no parecen ser críticas, pero en algunos puntos llegan a tener altos cambios. No se u " 10 o un ap licaron fil tros. El resto de las mediciones se recibieron cada segundo (figuras 6 y 7). Debido a que la prueba fu e de baja al titud se obtuvieron resultados sin camb ios significativos. La prueba CONCLUSIONES se realizó a 12 metros y el tiempo de caída fue de poco más de dos segundos. Los resultados obtenidos nos permiten darnos cuenta que el manejo de los diferentes sistemas de comunicación inalámbrica ,gura 7. Gráfi ca de altitud (m) oonLra uempo (s). pueden ser apl icadas a una misión cansat; con ello logramos tener el conocimiento necesario para poder utilizarla en otros campos, como la medicina espacial y la comunicación satelital, entre otros. Cabe mencionar que las conclusiones de este doc umento son prel iminares, ya que se seguirá trabajando en el diseño Aceleración Ut de la aplicac ión, la distribución de componentes de cada subsistema y, por ende, en el diseño mecánico de nuestro cansa!, además de adherir algunos filtros y procesamiento de datos necesarios para obtener infom1ación de mejor calidad para el análisis. Figura 5. Gráfica de aceleración ( z Finalmente, el desarrollo de los satél iles educativos cansat permite a la zona sur del estado de Tarnaul ipas (Tampico, n:i) contra el tiempo en ms. s- Madero, Altami ra) acercarse a los temas relacionados a la tecnología espacial. ,- - CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SE PTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �AGRADECIMIENTOS Agradecemos al lEST por las facilidades dadas en el desarrollo de este proyecto. Al MCIE Óscar Martínez Hemández por las asesorías brindadas en cada etapa desarrollada. REFERENCIAS Domoprac. (20 16). Protocolos de red.· tipos y utilidades. Consultado el 4 de agosto de 2016. http://www.domoprac .com/protocolos-de-comunicacion-y-sistemas-domoticos/protocolos-de-red -Lipos-y-utilidades.html Hangar.(2012). Ard11i110 + Xbee; primeros pasos. Consultado el 10 de agosto de 20 16.https:l/hangar.org/webnou/wp-contenl/uploads/2012/01/ ard uino-xbee-pr imeros-pasos. pdf Naylamp Mechatronics. (20 16). Tu10ria/ MPU6050, ace/erome1ro, y giroscopio. 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ESA Hands-on Space Education Project Activities for University Students: Attracting and Training the ext Generation of Space Engineers, IEEEEDUCON, Ed11ca1io11 Engineering, 1699- 1708. Recibido 8-8-16 Aceptado 10-9- 16 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �OLIXTEL G ERARDO C ARRASCO LoZADA*, DAVID EMMANUEL C ocA GuevARA*, RAFAEL MoRALES RAMíREZ* , GE RARDO VERA C ASTEIÁN* v RoSA MARÍA MARliNEZ G ALvÁN* ARru110 SÁNc HEZ MENDOZA*, RESUMEN El proyecto Olixtel está pensado para el monitoreo, envío, recibimiento e interpretación de datos relacionados con el clima, haciendo uso de herramientas como sensores de temperatura, presión, vibración, etcétera. Además, de un sistema de GPS, como primera etapa del proceso se obtendrán los datos provenientes de los sensores integrados en el cansat, los cuales se empaquetar.ín y serán enviados a una estación terrena a través de una red Zigbee punto a punto. Ya en tierra, los datos se interpretarán con el uso del programa Labview y se Las imágenes satelitales también posibilitan el estudio de distintos fenómenos meteorológicos. En efecto, gracias a imágenes es posible tener referencia del comportamiento de distintos frentes de aire, así como de la dirección que tienen grandes tormentas. Pensemos cuánto pueden significar estos elementos si predijeran el comportamiento de un huracán o un tomado (Antunes, 20 12). Un cansat, por su parte, es un pequeño dispositivo elec- mostrarán de manera congruente y entendible para el usuario. trónico del tamaño de una lata de refresco, el cual es elevado a cierta altura -gracias a globos, drones, entre otros- con el Palabras clave: Olixtel , clima, GPS, cansat, red Zigbee. propósito de monitorear diferentes estados a su alrededor. Su misión puede variar, ya que depende totalmente de los ABSTRACT The ProJect Olixtel is made for monitoring, transmission, reception and interpretation of data related to environment and weather with the help oftools including: temperature, altitude, pressure, vibration and acceleration sensors, as well as a GPS. objetivos del creador. Se espera que, dentro del proyecto de los alumnos del lnstihtto Tecnológico de Puebla, se cumpla con todos los requisitos como temperatura interna y externa del cansat, presión, hwnedad relativa, altitud, longitud, latitud, etcétera. 1n the first stage of the process the data will be obtained from Evitando de manera perfecta todo tipo de mido, ya que es un factor muy importante dentro de la comunicación de nuestro the sensors that the computer on board the CanSat will then cansat. package and send to the terrestrial station though a point to point zigbee network. Once the data is received, the Labview MOTIVACIÓN DEL PROYECTO program wiJI interpret the data and display it in a cohesive and friendly matter in a user interface. Keywords: 0 1ixtel, weather, GPS, CanSat, zigbee network. Los satélites artificiales, hoy en día, son de gran importancia, füeron creados como respuesta a distintos problemas que afectan al ser humano, su e-oncepción comenzó a desarrollarse a principios del siglo XX (García, 1989). Con el tiempo se profundizó el concepto hasta que, en la segunda mitad del siglo pasado, fue posible el lanzamiento de uno. Este tipo de Desde el principio, la humanidad ha mirado hacia las estrellas, inte ntando entenderlas, buscando su lugar en el cosmos y a pesar de que hoy en día se sabe mucho más que hace miles de años, aún falta mucho por recorrer; esa necesidad de saber, esa curiosidad incesante que palpita a cada momento dentro del ser humano también está presente en nosotros. Cada integrante de este equipo ha soñado con hacer algo más de su vida que sólo trabajar en una empresa, a su manera, todos queremos ayudar a mejorar el mundo, a mejorar México, para eso estan10s aquí. elementos son utilizados para las más variadas funciones, se destaca, entre ellas, la relacionada con la comunicación y la observación de la tierra para la elaboración de mapas, geoposicionamiento, etcétera (Neri, 2003). C IEN CIA UANL / AÑO 19, No. 8 1, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 •• [nstituto Tecnol6gico de Puebla. Contacto: rosamar_5@hotmail.com �KANZAT Es una gran oportunidad realiz.ar y competir con satélites a escala, ya que el conocimiento que se adquiere en el proceso DESCRI PCIÓN FÍSICA Y ARQUITECTURA DEL PROYECTO es muy basto y la experiencia, inolvidable. La descripción fisica se detalla en el organigrama de la figura 2 y en las tablas II-IV (todas las tablas y figuras fueron elaboradas por los autores)- OBJETIVO DE LA MISIÓN El objetivo general de nuestro proyecto es comunicamos desde w1 pw1to a otro en tiempo real (criterio de éxito mínimo), y permitir la transferencia de datos para hacer posibles lasco- Xbee municaciones de sensores como presión, altitud, temperatura, Labview Sensor de Humedad etcétera; también pretende ayudar a monitorear y determinar el clima en diversas zonas de la Tierra (criterio de éx.ito medio). Todo esto gracias a investigación científica y con el objetivo de mejorar e innovar disei'íos anteriores; así como tener un excelente papel y desempeño en el concurso. USB GPS GY-80 Figura 2. Descripción íisica y arquitectura del proyecto_ REQUERIMIENTOS DE LA MISIÓN Tabla II . Peso de los componentes. Componente Peso en gramos Xbee 3.9 Arduino mini pro 3.7 GY-80 31 Sensor de humedad 1.1 Pila 21 Separadores de nylon 0.6 Etapa de potencia 6.4 Etapa de misión 7.2 Etapa de comunicación 14.5 Computadora 13.1 Tabla l. Requerimientos de la misión. Rrquérimicntos dd Requerimientos dd subsi..,"tema Utilización cid sensorBMP085. UtdizaciOll dd sensor BMP085. Utilizacirn dd sensm .sistema Medir tcmpcrntW'B. interna }' externa del cafl5LIL Medir pt"CSión. Medir humedad rdEJtivu. DTH!I. Medir :altitud. Medir longitud y latitud. Medir el ni\·d de batcria.. Utd izacián dd sensor BMP085. Uti lización cid G.PS 6MV2. H1JCCr U50 de una entrada analógica cid microc:ontmlador. Metas Medir y rquc:scntnr- la tcmoc:ratura c:n una Pn:iticn. Medir y represmtar la presión en un barómetro. Medir y representar la humedad en un bruúmetm. Rcp~ntar fo. altura r:n w:ia gráfica. Rcprcscntnr ambos en una gráfica. Representar en W1 voltiJDC"tm. Medir la vibración del cansat Utilización del senso r SEE-SEN04031 J> Obtener los datos del sen.sor Tomar una fotografia desde el can.saL Medir la aceleración del can.W en la misión Uso de la cámara ov7670 Uúlización del sensor ADXL345 Guardar la foto tomada durante la misión. Represemar la aceleración en una grá_fíca y guardarlos. Gestión del proyecto Tabla m_Consumo de energía. Sistema Potencia en mWh Computadora 15 Comunicación 12 Misión 2.3 Figura 1. Gestión del proyecto. 68 CIENCIA UANL / AÑO 19, No_ 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �GtRA~CO CARRASCO LOZADA ET Al Tabla IV. Costo de lo componentes_ NOMBRE PREC IO ITARIO CA.'"Tlll:\D 4 XBee $949 2 Ba~e programadora para el )(Bee $669 2 2 ard uino miniPRO $490 2 Arduino FIO $370 2 GY-80 2 Cámara Ov7670 2 DHT U (Sensor de hwnedad) $59 2 baterla recargable Li- ion $499 Figura 4. cnsor de ibración_ • $495 VGA- arduino $170 (3_7V)( !0OOmA (3 _7Wans) 4 OMR0--62CI $ 15 4 24LC256 $20 24 Separadores de nai lon de 2-4 cm (espárragos) $50 12 Tuercas de nailon $2 40 Jumpera (hem bra-hembra) $70 40 Jwnpers (hemb ra-macho) $70 4 FDP-6030BL $30 8 Tren de pines hembra para el XBEE $67 2 G PS (GY-GPS6MV2 ) $500 10 Tira de pines hembra $124 10 Tira de p ines mac ho $135 r tz.ing Figura 5_ Scn_~or de temperatura y humedad OHT22. ■ 1 alicate TOTAL $89 $4 873 Figura 6_Con el sensor de presión y al tímetro a medida que va cayendo el cansat va acelerando cada vez más por la acción gravitatoria Aq uí se muestra cómo la presión aumenta cada vez más_ 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1 2 3 - Figura 3_ GPS Modelo GY-GPS6MV2. CIENCIA UANL / AÑO 19, No_ 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 4 5 Senesl - 6 7 8 9 10 Series2 Figura 7_Al momento de dejar caer el cansat. la gráfica se mantiene constante, sin embargo, se presentaron fluctuacio11<,-s por presencia de aire. La peor señal de vibración se mostró al momento de caer en tierra firme_ �KAllZAT venir en la competencia, consideramos que estamos listos para afrontarlos. Planeamos no abandonar el proyecto después de la competencia, sino que en lugar de eso nos dedicaremos a mejorarlo basados en la experiencia que hemos tenido con él y buscar las aplicaciones más viables y realistas para nuestro estado (Puebla). Figura 8. Gracias al sensor LIMU se pueden obtener este tipo de resultados con base en la temperatura y humedad. Los resultados variarían dependiente del lugar geométrico en el que nos encontremos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para la recuperación de datos, utilizamos las configuraciones de las tarjetas arduino (Pérez, 2013; NI, 2013 ; Ruiz, 2012), como se muestra en las figuras 3-5 y los resultados se muestran en las figuras 6-9 (Art ofCircuits, 20 16; LabView, 201 1). CONCLUSIONES Ha sido un proyecto complejo y lleno de retos hasta el momento, pero todo eso es proporcional a la satisfacción cuando cada componente por fin funciona como debe, aunque estamos conscientes de que los retos más dificiles están por 70 AGRADECIMIENTOS Primeramente, nos honra contar con el apoyo de nuestra asesora por fomentar estas actividades en el lnstituto Tecnológico de Puebla, las cuales favorecen el aprendizaje y extiende nuestro conocimiento en el área de las telecomunicaciones. De la misma manera, agradecemos a las instituciones organizadoras del concurso y participantes por la oportunidad de poner nuestro conocimiento en práctica. REFERENCIAS Antunes, S. (2012). D/Y Satellite Plaiforms. EE.UU : O ' Reilly. Art of Circuits. (2016) I0DOF - GY-80 4-i11-/ M11/ti-Se11sor Module. Consultado el 8 de septiembre de 2016. hnp 1/anofcircuits.com/ producl/ 1Odof-gy-80-4 -in- l -multi-sensor-module García R. de A. , J .J. ( 1989). Los satélites de com1111icació11. España: Marcombo. eri V. , R. (2003). Com1111icación por satélite. México: Thomson. Recibido 8-8-1 6 Aceptado 10-9- 16 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 ��Figura l. Pequeñossacélices (NASA, 2013). vibración, etcétera. Una ve:z definida la misión se debe definir su ciclo de vida de acuerdo al manual PR 7120.5 , ASA Space Flight Progran1 and Project Management Requirements ( ASA, 2012). El ciclo de vida de la misión uata de las fases que componen la misión de principio a fin: • • • Prefase: estudio conceptual , producción de ideas y alternativas para llevar a cabo la misión. Fase A: desarrollo de conceptos y tecnología, donde se determina la factibilidad y planeació n de estrategias para establecer una línea base. Fase B: terminación del diseño preliminar y tecnología; define a detalle la misión y establece las necesidades para el desarrollo de la Línea base de la misión. • • Fase C: diseño final y fabricación, diseño a detalle del sistema (subsistemas ysu operación), fabricación del hardware y codificación del software. Fase D: ensamble del sistema, pruebas e integración; se realiza el lanza.miento, ensamble e integración de subsistemas, determinación y requerimientos para pruebas y lanzamiento. Fase E: operación y mantenimiento de la misión; identifica las necesidades de operación del sistema, así como las necesidades y condiciones del escenario de la misión. Fase F: cierre, análisis de datos obtenidos, conclusiones, presentación de resultados y cierre o transferencia de la misión. Cabe señalar que cada una de las etapas debe documentarse y estar perfectamente delimitada en 72 Figura.2. Cansar CIIIA-C LTP4. cuanto a tiempos y fechas Ümite. La figura 3 muestra un diagrama en "V'', el cual resume las fases, tiempos, pruebas, documentos, éxitos y ciclo de vida de la misión cansar (CLTP4, 2013). El diagrama en "V" permite conjuntar los requerimientos y los resultados de una misión. Por lo tanto, el diagrama se interpreta de la siguiente manera (CLTP4, 2013). • El lado izquierdo son las necesidades de la • misión . El lado derecho es la integración y verificación de la misión. . _ Olla ·---...... --· ...... _ Figura 3_ Diagrama en "'V~ de una misión c:ans.aL -1 1 --· CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �• La parte media es la manufactura de sistema y la correlación de los requerimientos con la integración. • • Una ventaja de este diagrama es que permite optimizar costos, tiempo, minimizar riesgos, garantizar calidad y buen funcionamiento. Indica el inicio y el final del ciclo de vida de la misión, y promueve la comunicación efectiva entre los integrantes del equipo o equipos para terminar una misión con éxito. Cabe señalar que también permite considerar el grado de éxito que se pretende obtener (Dori, 2002). • • • • desde la altura que se elija. Lo que implica que se pueden utilizar antenas sencillas como la XBee para alturas de hasta 1km o antenas tipo Jaggi • Requerimientos • • Estructurales, dimensiones de la laca que va a llevar el sistema.Tamaño para competencia, laca de 375 mL; dependiendo de la misión, la laca puede ser de aluminio (refresco) ABS o PET. En cuanto a la geometría, generalmente son cilíndricas, pero • can1bién las hay hexagonales o estriadas. Eléctricas, generalmente el subsistema eléctrico debe ser de 3 V, sin embargo, existen subsiste- • mas de 5 y 6 V. Peso máximo, para un cansar es de 1 kg incluyendo sistemas desplegables. CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 cohete, globo meteorológico. Sistemas de comw1icación, actualmente para los sistemas cansac, la máxima altura a la que llegan es de 1O km. Esto significa que los transmisores y receptores (estación terrena y antenas) deben transmitir en tiempo real todas las mediciones Éxito máximo: consiste en lograr la misión completa y w1 objetivo extra. Éxito medio: consiste en lograr la misión completa. Éxito mínimo: consiste en lograr al menos la mitad de la misión. Los cansar, al igual que los grandes satélites, tienen los siguientes requerimientos ( AROM, 2012): Desplegables, son estructuras externas como los paracaídas, ala y empenaje, vehículos rover o robóticos. Sistemas de lanzamiento, estos sistemas dependen de la altura a la que se llevará a cabo la misión. Los sistemas de lanzamiento que se utilizan son: aeromodelos, multirrotor (drone), para alturas mayores a 5 km. Computadora de a bordo, es el sistema de mando y manejo de datos de codo el cansat. Sensores, dispositivos electrónicos que miden magnitudes exteriores (temperatura, presión , vibración, campo magnético, gases, etcétera). PRUEBAS DE INTEGRACIÓN Las pruebas de integración se realizan con el cansar o cualquier otro satélite funcionando y la estación terrena recibiendo daros de los sensores; sin embargo, el cansar estará expuesto a ambientes mecánicos y térmicos. Por lo tanto las pruebas de integración tienen el objetivo de probar el sistema de comw1icación bajo condiciones mecánicas y térmicas: vibración, golpeteo, aceleración, caída libre, enfriamiento, calentamiento. (Cho et al, 2014; Cho y Masui, 2014). Una vez realizadas estas pruebas con éxito, el cansar está calificado para lanzarse y llevar a cabo la misión. �ACTIVIDADES CA NSAT EN EL MUNDO Acrualmence la tecnología cansar es muy conocida y se ha adoptado como parte de los programas de ingeniería, investigaciones y competencias internacionales universitarias. Las competencias más importantes son: ARLISS (EUA), LEEM-UPM (España) y Unisec Qapón) (Sako etal, 2001 ; LEEM-UPM, 2015; ASA, 2012). Escas competencias o concursos promueven el trabajo disciplinario e interdisciplinario, es decir, los equipos se conforman de estudiantes de diversas ingenierías - electrónica, aeronáutica, mecatrónica, instrun1encación, aeroespacial, comunicaciones, física, etcétera- debido a que existen cuatro categorías (Walker etaL., 2010). l. 2. 3. 4. Telemetría: sistemas de comunicación y recolección de daros en tiempo real durante descenso con paracaídas. Comeback: telemetría y recomo del cansar en un vehículo cipo rover al punto de partida. Flyback: telemetría y retorno del cansar mediante el despliegue de ala y empenaje o parapente al punto de partida. Openclass: telemetría, misión adicional. Llevada a cabo con un sistema robótico y regreso a un punto en específico. Además, en 2003 se formó el Universiry Space Engineening Consortium (Unisec) en Japón, éste engloba a las universidades que realizan actividades aeroespaciales y espaciales del mundo. Lo que facilita la colaboración e intercambio entre las universidades a nivel mundial mediante cursos de entrenamiento cansar como el Cansar Leader Training Program (CLTP) y capírulos universitarios (Sahara y Ando, 2013). Cabe señalar que se cuenca con el capírulo Unisec-México desde 2014. ACTIVIDADES CANSAT EN MÉXICO Las actividades cansar en México comenzaron en 2008 en la Universidad Autónoma de México mediante la Red Universitaria del Espacio (RUE) (AEM, 2015). Posteriormente, al formarse la Agencia Espacial Mexicana, en 2013, facilitó trámites administrativos para que profesores mexicanos tomaran el Cansar Leader Training Program 4 (CLTP4). En el cual, una profesora de la FIME-UANL fue elegida de entre 28 profesores a nivel mundial. Cabe señalar que de 2013 a 2015, eres profesores de la UANL han asistido a este programa de entrenamiento cansar (dos de FIME y uno 74 Figura 4. Inregran ces del equipo del M ry-Sa1. de la FCFM). También se han llevado a cabo cursos de entrenamiento cansar para profesores y estudiantes en México: dos en la Universidad Autónoma de Baja California, uno en el Instituto Tecnológico de ogales, uno en la Universidad Autónoma de Nuevo León, entre otros. En 2015 se llevó a cabo el Primer Concurso acional del Cansats (Sánchez et al.2016) , en Tijuana, B.C., el cual fue organizado por un comité de profesores de distintas universidades del país, siendo la sede en la Universidad Autónoma de Baja California. En este concurso, la UANL participó con el Mry-Sar (figura 4) , construido por un equipo de cuatro estudiantes: Graciela Stephanie Espinosa Morales (ingeniería en aeronáutica) , José Ángel Cardona Alanís (ingeniería en electrónica y comunicaciones), Gerardo Antonio Lira Ibarra (ingeniería mecatrónica), Antonio Emmanuel Remería Rodríguez (ingeniería mecatrónica). El 8 de octubre de 2016 se celebrará el Segundo Concurso acional de Cansats, en Nuevo León , organizado por la FIME y la FCFM. En este 2º concurso se evaluarán las categorías de telemetría y comeback. CONCLUSIONES La miniaturización de dispositivos espaciales es una realidad que permite acceder a tecnología espacial. Esto implica enseúar y entrenar a los estudiantes y profesores mediante sistemas de bajo cosco como los cansats. Estos picosatélices no son exclusivos para los estudiantes del área aeroespacial, sino que promueven las actividades en equipos disciplinarios y multidisciplinarios. Además, son útiles en aplicaciones para resolver problemas específicos de electrónica y comunicaciones, inclusive en física, por ejemplo, en el cálculo de trayectorias, mecánica orbital, etcétera o en temas de aeronáutica como el diseño y cálculo de paracaídas, diseño y construcción de cohetes, aeromodelos y drones. Asimismo, en aplicación de mecánica y procesamiento de materiales. Estos dispositivos permiten simular misiones espaciales e impulsan el trabajo colaborativo entre profesores y estudiantes de diversas instituciones. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �AGRADECIMIENTOS NAROM. (20 12). 77,e Cansat Book. oruega: orwegian Centre for Space Rdated Education. Se agradece a la Red Temática Nacional de Ciencia y Tecnología del Espacio (Redcyre) , por las facilidades para la realización de las actividades cansar en Nuevo León. Así como a Unisec Global por el apoyo para la formación y consolidación del Capítulo Unisec México. Sako, ., et al. (2001). Cansat suborbital Launch Experiment- U niversity Educatio nal Space using picosatellire. Acta Astrondurica, vol. 48, No. 15. 5-12 pp.767-776. NASA. (20 12). Spaa Flight Program and Projett Management Requirt'mmt:J. National Aeronautics and Space Administration, California. Technical TP-2014-216648. PR 7120.5. Disponible en h ttp://nod is3. gsfc.nasa.gov/ npg_img/ _ REFERENCIAS Agencia Espacial Mexicana. (20 1S). Kit cansat. México.- Red Universitaria del Espacio. Universidad acional Autó noma de México. Cho, M., Masui, H ., y Hatamura.T.(20 14). SauUite Ttrting Tutorial· Mechanica/ Tm. Laboratory of Spaa environmmt Íntoauion E11gi11eeri11g. Japón: Kyushu lnstitute ofTech nology. Cho, M. y Mami H. {20 14). Satellite Ttsting Tutorial: Tbermal Ttrt. Laboratory ofSpaa mvironmmr lnteracrion Enginuring. Meisenkai: Kyushu l nstitute ofTcchnology. CLTP4. (20 13). Cansat Le.ader Trai ning Program 4. Kanagawa: Keio Univmity and University Space Engineering Corsotiurn. 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This soda-can sized sacelüce was rhe firsc smal1 scep to open a door to che new world where universicy studencs design, buUd, cese, launch and operare satellices in rhe 21' 1 cencury. le should be noticed rhac CanSac itselfhas evolved, and rhac many cypes of CanSats such as rover cype or parafoil cype have been developed. In rhe beginning, a simple CanSat was a challenging project for graduare students in rhe aerospace engineering field, bur now it became a popular cool of hands-on training to learn basic space cechnology as well, and high school studencs enjoy developing rheir CanSac. CanSac is continuously evolving thcough borh ways; challenging more advanced rnission and craining beginners and new comers. The motivation of rhis paper is to explore new possibilicies and opporcunities for CanSat Leader Training Program (CLTP). In order to explore ir, I would üke to reflecc on rhe CanSac hiscory. 76 In rhis paper, firstly rhe hiscory of CanSac activities in Japan is introduced; secondly che mocivation and achievemenc of CanSar Leader Training Program (CLTP) are described; chirdly new placforms and cools are introduced, followed by discussion on fucure possibiüties of CLTP. CANSAT HISTORY IN JAPAN The firsr CanSars made by Japanese scudencs were launched in che Black Rock desert in evada, USA in September 1999. Figure l shows one of the first CanSars built by studenrs of che Universicy ofTokyo. Ir was rhe beginning of rhe project called "A Rockec Launch for Incernational Scudent Sarellices (ARLISS) ." Since chen, Japanese students visited che desert and participaced in che ARLISS to make suborbical launch experiment every year. Rockets are provided •U niven ity Space Engineering Con~ortium, UNISEC-GlobaL Contacto: kawashim a. rd@gmail.com CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �As rabie 1 shows, che number of participating universities in ARLISS has increased and more reams from differenr countries participare every year. Ir should be nored rhar che Japanese domestic CanSar competitions have been conducred at oshiro-Space Evenr since 2005. Table l. Numbers of ARLlSS Part.icipating Universities. Figure L Fim CanSar built by Japanese students. ye_a, by AEROPAC amateur rocker group. Figure 2 shows sorne scenes in ARLISS (UNISEC, 2016). In ARLISS, CanSats are released ar 4 km alrirude on evada desert, which is impossible to conduce similar a launch in Japan due to regulations. Each CanSat t = designs and buüds one or more füghc models, and rravels to che launch sice in Black Rock, Numbel' of unlvs. from Japan Nurnber' of Univs.. Other' c:ounttle:s, hlgh school, ie:tc from USA 1999 2 3? 2000 4 2 2001 s 2 2002 7 3 2003 6 2 2004 6 3 2005 7 1 2006 8 3 Lockheed Martln JAXA I Univ. from Spain 2007 10 1 1 Univ. from Kon~a 2008 11 1 1 Univ. from Korea 2009 11 4 1 High School from Japanand US 2010 1S 2 1 High scl1ool from Japan, us, Notway, I Unlv. from fta~ and lore:a 2011 16 1 2012 9 3 CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 1 Unlv. from Korea,. 1 school írom high Figure 2. Scenes in ARUSS. Nevada to supervise preparation, launch, relemeuy downJoad and safe recovery of cheir experiments and daca (Nakasuka, 2010; ARLISS, 2016). CanSar is an elfective educacional tool as srudenrs can ger hands-on experience in che life-cycle of a space projecr. Also, ir is an alfordable way to reach srudenrs che basics of sarellire engineering. Srudents design and buüd a small electronic payload rhar firs in a soda can. The CanSar is rhen launched and deployed from a rocker or balloon. Using a parachure, rhe CanSar slowly descends back to Earrh, performing irs mission while cransmirring irs relemerry. Post launch and recovery data acquisition allow srudencs to analyze che cause of mission success and/or failure (CLPT7, 2015). 1 High sd,ool from Japa n Japan, UNISON tf!am 2013 9 3 White Label 2014 10 4 1 Unlv. fmm Costa Rica, Egypt, and Peru, 2 Unlvs. From Ko(ea 2015 10 4 1 Unlv. from Petu, Egypt, 2 Unlvs. from Korea In che history of Japanese CanSac activities, rwo professors' concributions should be noticed. They are Prof. Shinichi Nakasuka from che University ofTokyo and Prof. Kazuya Yoshida from Tohoku University. Withouc cheir innovative ideas and efforrs, CanSac would not have been developed in char way in Japan. The person who made a huge difference in Japanese space engineering educacion is Prof. Shinichi Nakasuka. �His greatesr contribution was to lead srudents to realize che firsc CanSar projecc. In 1998, he did research wich Prof. Twiggs ar Sca.nford Universiry, and wa.s fascinared by his idea and motivation char is ro make aerospace engineering scudencs experience che whole cycle of a real space projecc. Anocher outscanding contribution made by Prof. akasuka was to organize "Comeback competition," where a machine (a kind of sardlire model) wich a certain sreering mechanism such as para.foil is ro, afcer relea.se in high alcicude, come back to a rarger poinc autonomo usly wichouc human inceraction, and che one which comes nearesc ro che target poinc wins che competition (Kawashima et al., 2004). Through che competitions, CanSat has evolved in many ways; remoce rovers, fliers and sophistica.red comrnunica.tions boch in füght and on che ground. Prof. Kazuya Yoshida introduced rover to CanSa.t.. He chought cha.e che most effective way to come clase ro che targec point could be rover, and gave scudencs che opporrunities ro work on che projecr. The first chree years, Tohoku Universiry teams had difficuJties, but evencually, chey achieved "O meter to carger" wich rheir advanced rover in 2008. Rover rype CanSat is shown in Figure 3 (UNISEC, 2016). "support, promote and facilitare practica.( space projecrs ar universiry level" to ocher councries. We chought chat che mosc effective way to spread che training program wouJd be ro «cea.ch teachers how to cea.ch.» Thus, we invited university professors to participare in CLTP. CanSac leaderTraining Program (CLTP) CLTP I (Wa kayama niv. in Fr b-Marcb, 2011) Twelve participants from 1O countries (Algeria, Australia, Egypt, Guatemala, Mexico, Nigeria, Peru started in this way. As table 2 shows, CLTPs was of:fered in six cycles in Japan (CLPTI, 20 15). Ta blr U. CLTP offering cycles. Sri Lanka, Turkey (3), Vietnam) CLTP2 ihon niv. in ov-Dec, 20ll) 1O participants from 1O countries (Indone sia, Malaysia, Nigeria , Vietnam , Ghana , Peru, Singapore, Mongoli a, Thailand, Turkey) CLTPJ (Tokyo Metro politan Uoiv. in ,J uly-Aug, 2012) 1O parti ipants from 9 countries Egypl (2), igeria, amibia, Turkey, Lithuania, Mongolia, lsrnel, Philippines, Brazil CLTP4 (Ke io Uoiv. in July-Augu.st, 2013) 9 participants from 6 countries ACHIEVEMENT OF CANSAT LEADER TRAINING PROGRAM (CLTP) Mexico( 4), Angola, Mongolia, Philippines, Bangladesh, Japan CLTPS (Hokkaido niv. in Sept, 2014) 7 participants from 5 countries UNISEC had focused on domestic activitie.s in che first l O years since its establishment in 200 l including che preparation period. During chese 10 years che experience gained from CanSac programs wich Japanese scudents convinced us that CanSac are importa.ne far space engineering education. In 201 l, UNISEC staned spreading its activities ro che rest of che world. A grant from "Funding Program far World-leading lnnovative R&D on Science and Technology" (FI RST Program) enabled UNISEC to spread its mission chat is Figure 3 Rover rype CmSac (Left: Toe Universi,y of Elecrro-Communicarioru, Righe Tohoku Universi,y, 2011). 78 Egypl, Korea (2), Mexico (2), Mongolia, Peru CLTP6 (llokkaido Uoiv. in Aug-Sept 2015) 8 participants from 8 countries Angola, Australia, Austria (United ations), Bangladesh, Egypl, Mex.ico, Tunisia, Turkey CLTP is a trai ning cou rse far researchers and inscruccors ín one of che capacicy-developmenc programs in space technology. The CLTP encompasses che entire cycle of CanSat development, including de.sigo, fabrication, cesting and launch. Participancs are expecred ro learn space engineering educa.tíon mechods chrough hands-on training wich CanSacs and to tea.ch CanSac training mechods in cheir home countries. A CanSac launch experimenc using a paper crafced rockec in che fifch and sixch cycles was conducced, as shown in Figure 4. Paper crafced rockec designed and provided CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �by Uematsu Electric Co., Ltd. reduced a launch cose to less rhan 10% of thac employed by used amateur rocket engines. Figure 4. Can a, La unc.h Experimenr wkh Paper Crafr Rocke r made by Each Pardcipam. NEW TOOLS AND PLATFORMS FOR CA NSAT EDUCATION Through CLTP activities, new cools and placforms have been developed to make the program more effective. 6. With feedback from instruccors, participants and teaching assiscancs, ic has been revised. Figure 5 shows i-CanSac that has jusc been incegrated during CLTP5. 2) CanSac Textbook Prof. Yasuyuki Miyazaki from ihon Universicy authored a cexcbook abouc CanSac in Japanese. Figure 6 shows che cover page of che book. The book was coau chored wich professors from other Japanese universicies. The texcbook was published in 201 4 Figure 6. C,nrm-Moda with funding from the Minisrry of ,111110 -S,,ul/iu Education, Culture, Sports, Science and Technology in Japan. le was sold in a markec and anybody could purchase ic (UNISEC, 201 4). This cexcbook has beco me vital to the CanSar rrainings and activities in Japan. Ir will be translared inro English co share wich the Global CanSat Communicy where the main players are CLTP graduares. developed from scracch. Scudencs need to selecc componencs and order them wichin a given budget. In CLTP, the duration is short a.nd the main goal is that participants learn CanSat developmenc and teaching methods. To achieve chis goal a training kit called i-CanSac was developed. The firsc prococype of the iCanSat was developed by Prof. Hironori Sahara from Tokyo Metropolita.n Universicy, who was in charge ofCLTP3. Prof. Shinichi Kimura from Tokyo Science Universicy concribuced in developing the Camera unit. Ir was used in the CLTP4- 3) CanSar Mapping Websire CanSat Mapping was developed by Prof. Hidenori Watanabe and his srudents from che Tokyo Metropolitan Universicy. le was designed to archive CanSats activities worldwide, using Google Earth. Anybody can upload his CanSac documencations with photos and/ or movies to the website (UNISEC, 2015). Archiving the CanSat activities in each region would be helpful for the fucure generations. The lifecycle of srudencs are quite short, and every year new srudents join. Technology succession is difficulr especially hands-on training concains loes ofimplicic knowledge. With incentional and systematic archiving effom, new srudents can learn from the pase experiences. Figure 7 shows the CanSar Mapping websire. Figure 5. i-CanSac inregmed in CLTP5 ac Hokbido University. Figure 7 . CanSar Mapping websire. 1) i-CanSac In mosc universicy classes , a CanSat is normally CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �FUTURE POSSIBILITIES OF CLTP So far, we have presented che CanSat activicies and CLTP. Befare discussing fu cure possibilíties of CLTP, let's consider why CanSac is important as basic space cechnology educarion . A comparison berween CanSat and CubeSac would be helpful to understand ir.. As cable 3 shows, CanSat and CubeSat have differenc characcerisci cs and cheir learning outcomes are different. le is imporcam to look at CanSac education asan introductory phase to a real space project such as CubeSat. Usually CanSat is considered as a very simple project by skílled sacellice developers. Such cricicism is vague because you can build complex CanSat rhat can perform complex mission such as che Comeback CanSac. The spectrum of CanSar is broad whích makes ir a really powerful customized too! char can sarisfy dífferenr learning outcomes. Table m. Comparison between CanSat and CubeSat. CanSat Oevelopment time 1 week months to Cost 200-3000 uso CubeSat 6 Launch cost should be added. l) CLTP Localization Need to arrange Rocket to orb it IS needed. Testing are and necessary, launch cost is expensi ve. Communication Oon ' t need license from 1T Need license from IT Consequences of failure No damage. Debris problem. Operation Oifficult to investigate the reason of fail ure can Any portable PC be used as ground station unit. Oedicated ground station fuc ility IS required Operational time Few minutes 1 month - S years Conununity lnstructors and new students Satellite Oeveloper (new & experienced) 80 instruccors not only to do rechnical matters bue also to do a large amount of paperwork. Now we underscood che difference becween CanSac and CubeSac, and lec's discuss fucure possibilities of CLTP from che view point ofUNISEC-Global's vision which state cha.e "By the end of2020, let's creare a world 20,000 USO or more Easy to find the launch means such as balloon, rocket, small multicopter, tall bu ild ing, etc to Easy investiga te the as it reason returns to ground. hands-on experience. On the ocher hand, CanSat <loes not go to space and its cose is much less expensive. CubeSac requires ali arrangements regarding frequency allocacion anda launch sloc as well as ocher legal procedures. CanSat allows scudencs and instructors to focus on technical matters only, bue CubeSat requires students and where universiry scudents can participare in practical spa.ce projects in more cha.n 100 countries"(U ISEC, 2015; Kawashima, Cho and Ibra.him, 20 14). 1 -2 years Launch critica! CubeSat is a real sacellite whích is launched into orbic. Even if it is small, ir is a real sarellite char can influence ocher satellites. The failure of sarellire would contribute to increasing che number of debris. Satellice developers should consider che consequences of their satellíte launch. Thus, it would be recornmended to launch cheir satellite after getting enough skílls and experiences. In chis regards, Ca.nSat education can provide che new sacellite developers with the basic CLTP graduares are expecced to ceach Ca.nSat to cheir students a.fter going to their home country. So far, grad uares are conduccing Ca.nSa.t tra.ining to cheir scudents and/or teachers in many countries such as Mexico, Egypc Turkey, Ghana, igeria, Peru, Mongolia, che Philippines, and Thailand. lhey can teach as chey like, bue it would be better if chere are sorne scandards chac they can follow. ln cha e sense, CanSa.t cexrbook and i-Ca.nSar kir would be one of good rools for localization. If CLTP graduares in each region could rranslate CanSat cextbook into cheir native la.nguage, more people will benefit and enjoy CanSat tra.iningwich sufficienr knowledge. Especially, Spanish a.nd Arabian la.nguages are importanr because they a.re spoken in many councries. The i-Ca.nSar kíc may require customization to cake into accoun t with the availabilicy of electronic componenrs in local markecs. So, che developed i-CanSat kíc will serve as che baseline and based on it each local CLTP orga.nizer can customize it to fit boch che budget and CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �technical requirements. le is imponant to nurcure good instructors whose motivation is high in learning more and sharing cheir experiences and knowledge CONCLUSION As we have seen in che previous sections, CanSac for local CLTPs. accivities are effective for education in aerospace engineering field. CanSac Leader Training Program 2) Expanding che CanSac community (CLTP) has concribuced to making seeds of capacity building worldwide ch rough ceaching CanSac training CLTP can be che firsc step to join che space engineering community. Without prior knowledge in space to inscructors at university leve!. In che fumre, CLTP will be localized in many regions, sharing che common values, knowledge and technology, participan ts can acq uire che basic knowledge in space engineering from CanSac education. lnscructors need to concinue educating cechnology. chemselves. Once instructors stop improving and learning new chings, chey wilJ lose che ability to inspire SUMMARY studencs. lnstructors who ceach CanSac would be beccer to have deeper knowledge about sacellice because CanSac activities started in che end of20'h cenmry, and CanSac has continuously evolved because of students. ic is necessary to underscand in order to explain che functions of each subsystem and component. Thus, Organizing che Comeback compecicion accelerated che evolution. Afcer ten-year of CanSac experiences affiliation to che CanSac communicy would force chem to cominue challenging new chings. Localizing CLTP is expected to boost che spreading che CanSac educacion ac higher race. This in turn will build local CanSac communicies. The CanSac communicies will expand and inceracc. Such interaction will be very beneficial to smdents and the communities at in Japan, CanSac Leader Training Program (CLTP) was launched to provide craining opporcunities for large. Things such as ceaching cechniques, i-CanSac customization, innovative mission ideas for CanSac, open source firmware and much more can be evolutionized and shared. CanSac communicy and CubeSac communicy would be dilferenc because CanSac community will university instructors motivared in ceaching satellice technology ar university leve!. Through CLTPs, new cools and platforms were developed. The next step for CLTP would be localizarion so rhat more people will benefit from effective engineering education wich hands-on training. Acknowledgement CanSar activity has been supponed by many generous individuals and organizations. In rerms of CLTP, ir be organized by initiatives of CLTP graduares who are highly mocivaced to teach ochers and interested in improving cheir teaching skills. Thus, che culrure of CanSac community could be a liccJe more alrruiscic. was supporced by a grant from "Funding Progran1 for World-Leading lnnovative R&D on Science and Technology" (FIRST Program) where che principal investigator was Prof. Shinichi Nakasuka from che Evencually CanSat participants will join che CubeSat community. Universicy ofTokyo in 2011-201 4. le is currencly supported by che Coordinadon 3) Fund raising Of course, financial resources are always necessary for practical space projects. Even small CanSat cannoc be made wichout financial resources. As a community, fund raising should be discussed a.nd necessary actions should be raken. Recent doud funding system could be one way. As university does noc have much funding, it should be considered how to raise funding from various resources. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Funds for Promocing Aerospace Utilizarion, MEXT Japan, which is allocared to che UNISEC research team where che principal investigator is Prof. Yasuyuki Miyazaki from Nihon University. CLTP 5-7 have been supporred by Mr. Tersuya lwasaki of Sakura Rubber Co., Lrd. With lots of generous supporrs and priceless conuibutions, CanSar activities have been sustainable. �REFERENCES Nak.asuka, S. (20 1O). Evolution &orn education praetical use in Univer ity ofTokio's nano-satd lite activitie . Atta ktrandutira. 66(7), ARLJ SS. {20 16). Consul tado el 5 de agosto de 20 16. http:(/www. pp 1099-1 105 , April. arlis, .org/ UNlSEC. (2014). Camat-Model narzo-sarellite. Japón: Ohmsha. CLTP7. (2015). The ? 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Challmges and Opor- ttmities of UNISEC-Global lAC-1 4-E 1.5. 1O, Toronto, October. 82 CIENCIA UANL / A ÑO 19, No. 8 1, SEPTI EM BRE-OCTUBRE 20 16 �Monitoreo de la humedad de suelo superficial a partir de observaciones satelitales de Microondas activas y pasivas JUA CARLOS H ERNÁ DEZ ÁNCHEZ*, ENRIQUE ZEMPOALTECATL RAM IREZ* , JOSÉ CARLOS ALEJANDRO Mo s1vÁ1s H uERTERO* v A m J LMÉNEZ ESCALONA*, 10 MOSQUEDA SÁNCHEZ* Las estimaciones precisas de humedad de suelo superficial son cruciales en hidrología, micrometeorología y en la agricultura para la interpretación de los ciclos del agua y el carbono. Las comunidades científicas relacionadas con estas temáticas han mostrado la necesidad de una mejor comprensión de las diferentes fuentes naturales de agua, ya que este recurso tiene un impacto social crítico en la producción alimenticia. Es por ello que los científicos buscan el monitoreo de la humedad de tional Aeronautics and Space Adminisrration), lanzada en enero de 2015 (NASA, 2016). La misión SMOS tiene a bordo un sensor pasivo de microondas (radiómetro) que captura imágenes con una resolución espacial de 35 km y un tiempo mínimo de revisita de tres días. Por otro lado, la misión SMAP tiene un tiempo mínimo de revisita de tres días y tiene suelo y contenido de agua en la vegetación a gran escala espacial y temporal (Monsiváis, et al , 2008). Debido a la extensa área de monicoreo, los sensores a bordo desatélites representan una herramienta muy útil. Los estudios recientes han demostrado que es posible obtener estimaciones de suelo, independientemente de las condiciones meteorológicas, mediante observaciones satelitales con sensores que operan en el rango de frecuencias de las microondas (longitudes de onda mayores a l mm) (Kustas, croondas (radar) con una resolución espacial de 3 km. Este artículo presenta de forma breve las principales características de la misión SMAP, así como las actividades que se han realizado para su validación y calibración. Zhan y Schmugge, 1998). En los estudios también se ha encontrado que los sensores, que operan dentro de la banda L (1.2-1.4 GHz), son los más adaptados para monicorear la humedad de suelo superficial debido a su aira sensibilidad, profundidad de penetración y sus características de construcción (Dobson, et al, 1985). Dentro de las misiones sarelitales dedicadas al monitoreo de la humedad de suelo, actualmente, se encuentran la Las áreas de aplicación que requieren mediciones de humedad de suelo superficial a escala global pueden resumirse a continuación (Emekhabi et al., 201 O). Soü Moisrure and Ocean Salinity (SMOS) de la Agencia Espacial Europea, lanzada en noviembre de 2009, y la Soü Moisture Active/Passive (SMAP) de la ASA (Na- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE- OCTUBRE 2016 un sensor pasivo de microondas (radiómetro) con una resolución espacial de 36 km y un sensor activo de mi- IMPORTANCIA DEL MONITOREO DE LA HUMEDAD DE SUELO SUPERFICIAL A ESCALA GLOBAL • Pronóstico del clima y el tiempo: debido a que afecta la evolución del clima y el tiempo, tener información de este recurso natural hace posible mejorar los modelos y predicciones para el beneficio de la humanidad. * Instituto Politécnico Nacional. Conraeto: alejandromonsivais@yahoo.com �Sequías: este factor es esencial en el crecimiento de las plantas, especialmente en tiempos de sequías y de bajo riego. Gracias a las predicciones con los modelos que se basan en los datos espaciales, se puede mejorar la producción de cultivos. Las imágenes satelitales se forman a partir de las ondas electromagnéticas capeadas y ordenadas en forma de matrices, luego se asocia un valor a cada pixel de la imagen correspondiente al área (resolución espacial) y al periodo de revisita (resolución temporal). Los Inundaciones: la humedad de suelo está relacionada con los desastres naturales como las inunda- productos generados por los sistemas de radar (sensores activos) son imágenes que contienen la razón del ciones o deslaves. Esto puede ser mitigado debido al modelado oportuno de filrrado y flujo del agua por debajo de la superficie. Productividad agrícola: las mediciones del terreno campo eléctrico disperso por la escena en estudio y el campo eléctrico incidente, en cada pixel y por cada polarización de la onda. En aplicaciones de percepción remota sateliral, el can1po eléctrico está linealmente producidas por los satélites, como el SMAP, proveen información oportuna de la disponibilidad polarizado; es decir, polarización vertical o polarización horiwntal. Es por eUo que se pueden tener cuatro posi- de agua y el comportan1iento medioambiental en la producción de cultivos. Salud: al tener un control en la productividad agrícola e inundaciones, se puede atacar la hambruna que se tiene en diferentes zonas y crear programas bles combinaciones entre el campo eléctrico incidente y el disperso. Las combinaciones son campo incidente vertical-campo disperso vertical (VV); campo incidente vertical-can1po disperso horizontal (VH); campo incidente horizontal-campo disperso vertical (HV); y oportunos de control de enfermedades. Seguridad nacional: la información de la hw11edad de suelo en la superficie es de gran importancia en el transporte debido a que se pueden conocer wnas con niebla y neblina. campo incidente horizontal-campo disperso horiwntal (HH). A la razón del campo eléctrico disperso por la PRINCIPIOS BÁSICOS PARA EL MONITOREO DE LA HUMEDAD DE SUELO MEDIANTE SENSORES SATELITALES Es necesario monitorear la humedad de manera periódica, por ello existen herramientas directas en las cuales encontramos las mediciones en can1po (in situ) y las herramientas indirectas, entre éstas la percepción remota satelital. Debido al amplio espectro electromagnético, los sensores ocupados en la percepción remota satelital pueden ser ópticos o de microondas, los primeros presentan una limitante al momento de monitorear wnas bajo climatología adversa, y no tienen una buena penetración hasta el nivel del suelo; no obstante, los sensores de microondas son capaces de penetrar hasta 5 cm por debajo del suelo y permiten un monitoreo continuo sin importar las condiciones climatológicas. Otra clasificación dentro de la percepción remota satelital es la basada en la fuente de energía utilizada; los sistemas que emiten su propia energía se denominan activos y los que captan la energía proveniente de otra fuente como la solar o de emisión se llaman pasivos. 84 escena en estudio y el can1po eléctrico incidente se le conoce como coeficiente de retrodispersión q Un radar mide los ecos de los pulsos de can1po eléctrico emitidos en el rango de las microondas que rebo tan en la superficie terrestre. El campo eléctrico disperso (ecos) que regresa al radar cambia su amplitud y fase en función de la cantidad de hW11edad en el suelo; entre mayor sea el contenido de agua en el suelo, mayor será la amplitud del campo disperso. Particularmente, los sistemas de radar que operan en banda L no son afectados por las condiciones meteorológicas o por una cierta capa de vegetación en la superficie que cubre el suelo. Actualmente, los sistemas de radar usan una técnica conocida como apertura sintética (Maicre, 2008) para medir el coeficiente de retrodispersión en áreas mucho más pequeñas que un radar convencional. Por otro lado, los sistemas radiómetro (sensor pasivo) generan imágenes que contienen temperatura de brillo T sp· La T BP relaciona la emisividad del objetivo en estudio y su temperatura efectiva. En el monitoreo de ecosistemas terrestres, la T sr emitida desde la superficie terrestre, se recibe en dos polarizaciones (vertical u horizontal). Al ser un sensor pasivo, únicamente se recibe una sola polarización. El radiómetro es un receptor muy sensible q ue mide de forma muy precisa la energía emitida por la superficie terrestre en el rango de las microondas. Este sensor opera CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �como una cámara infrarroja en la que los objetos con CARACTERÍSTICAS TÉ CN ICAS DE LA MISIÓN mayor calor aparecen proporcionalmente más brillosos que los objetos más fríos y permiten medir su tempera- SMAP tura de forma precisa, sin estar en contacto con ellos. El radiómetro de la banda de microondas recibe energía en un estrecho rango de la banda de microondas. Actualmente, existe una gran variedad de misiones satelitales para el rango de microondas tanto en siste- El satélite de la misión SMAP es un observatorio de percepción remota que contiene dos instrumentos desti- mas pasivos como en sistemas activos. Existen misiones como el sistema de radar Sencinel- 1 que trabaja en banda C y el radiómetro ARMS-E en banda C; no obstante, la banda C no es recomendable para detectar los parámetros físicos mencionados. Por otro lado, la misión SMOS es w1 radiómetro que opera en banda L al igual que el Aquarius, sin embargo, este último sólo monitorea cuestiones oceanográficas. La misión SMAP {Soil Moisture Active Passive) uabaja con un radiómetro pasivo y un radar activo (figura 1). El radar y el radiómetro tienen características distintas de operación para el moniroreo de la humedad de suelo como se ve en las ecuaciones (1 ) y (2); sin embargo, la información que cada uno de estos sensores entregan es complementaria. Lamentablemente, en julio de 2015, debido a un problema con un amplificador en el sistema de uansmisión del radar, el sistema activo de la misión SMAP dejó de funcionar. Sin embargo, los datos colectados, durante los meses que estuvieron funcionando de manera simultánea el radar y el radiómetro de la SMAP, han sido esenciales para el desarrollo de nuevas metodologías para la estimación de la humedad del suelo superficial desde el espacio. nados a obtener mapas de humedad de suelo superficial y coberturas de hielo sobre la Tierra. En particular, la misión SMAP utiliza las mediciones de un radar y un radiómetro de forma simultánea para estimar la humedad de suelo. Tanto el radar como el radiómetro utilizan la misma antena (figura 2), aunque la electrónica de cada sistema dentro del satélite funciona de forma independiente. Al utilizar de forma sinlultánea las observaciones de radar y de radiómetro, es posible obtener estimaciones de humedad de suelo de forma precisa y con alca resolución espacial sobre la Tierra. Con la finalidad de obtener una amplia cobertura, la antena del satélite SMAP gira a 14 .6 revoluciones por minuto (una revolución cada cuatro segundos) . La combinación del movimiento orbital del satélite y el giro de la antena cubren un pequeño campo de vista en una serie de aros sobrepuestos que crean una huella de 1000 km de ancho. Este barrido tan ancho permite a la SMAP hacer una cobertura completa de la Tierra cada dos o tres días. La tabla I muestra las principales características técnicas de la misión SMAP. ESTIMACIÓN DE LA HUMEDAD DE SUELO La humedad de suelo es estimada a partir de los coeficientes de retrodispersión que se obtienen de los productos del radar y de las temperaturas de brillo de los productos del radiómetro (Enrekhabi, 201 4) . Sin embargo, es necesario conocer cómo interactúan Figura l. Misión Soil Moismre Accive/Passive (SMAP) de la NASA (2016}. Figura 2. Amena de enrejillado desplega ble de la misión SMAP. CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �Tabla l. Especificaciones SMAP. Radar S MAP --- 3 km Radiómttro SI\IAP 36km VV , HH, VH, HV 1.26GHz V, H 1.41 GHz Coeficiente de retrodispersión úmeros naturales o decibeles Temperatura brillo Kel in de estas dos variables con el medio para introducirse a la estimación de la humedad de suelo. La temperatura de brülo (T8) es igual a la suma de las interacciones de las temperaturas del suelo ( T5 ) y vegetación ( T con la opacidad de la vegetación en el nadir (-rp), el albedo de dispersión simple de la vegetación (ro) y la re8ectivídad del sudo (rp ). Se considera que, para baja cobertura de vegetación, el albedo de dispersión simple es muy bajo a 1 (ro <1), por lo tanto, no se roma en cuenta. La temperatura, brillo y el coeficiente de retrodispersión están físicamente relacio nados. La temperatura de brillo es la integración de la energía que se d figura 3. Humedad de suelo a una resol ución de 36 km (SMAP). La figura 4 muestra las variaciones temporales de temperatura de suelo (columna izquierda) y de coeficiente de rerrodispersión (columna derecha). encuentra contenida en una semiesfera. Si T BP y u. se encuentran a la misma frecuencia de operación y ángulo de incidencia, la energía para el cálculo de T BP es la producida por U. . Así, U. es la suma del campo disperso de la superficie (suelo), vegetación y las interacciones entre el suelo y la vegetación. La principal simplificación para la estimación de la humedad de suelo es suponer una dependencia lineal de la temperatura de brillo y el área observada por el radar en presencia de follaje de vegetación. &ta hipótesis nos lleva a la determinación experimental de dos parámetros fundamentales de una recta, a y~. que representan la ordenada al origen y la pendiente de la recta (ver ecuación 1). (1) (1) Los parámetros y son funciones de la vegetación, características de la rugosidad en superficie y el ángulo de visión. La figura 3 muestra un ejemplo de la estimación de suelo sobre el territorio de los Estados U nidos de América al utilizar estas ecuaciones. 86 figt1ra 4 . Humedad de suelo• una resolución de 36 km (SMAP). Los productos SMAP, listados en la tabla II, se pueden obtener de la página web de Alaska Satellite Faciliry (www.asf.alaska.edu), así como sus manuales de operación. EXPERIMENTOS DE CAMPO PARA CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE LAS OBSERVACIONES SMAP Con la finalidad de calibrar y validar los productos de humedad de suelo de la misión SMAP, se han realizado diferentes experimentos de campo. Los principales objetivos de estos experimentos son la adquisición y procesamiento de los datos de campo para calibrar, comprobar y mejorar los modelos y algoritmos de los productos de la misión SMAP. Asimismo, se busca el desarrollo y mejora de técnicas y protocolos que son usados dentro de las diferentes versiones de los produc- CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �que se presentan en cada producto sacelical. Durante los experimentos de campo se seleccionan canco áreas ho mogéneas como heterogéneas en las cuales se realizan mediciones in situ de suelo y vegetación (figura 6) . Se busca también q ue las mediciones se realicen de forma simultánea al paso del satélite. Los sitios elegidos para Tabla U. Productos satelitales SMAP. Acrónimo Descnpc1ón Cuadricula (km) LIA_ Radar Datos en bruto del radar (órbita media)_. _ ~IA_ Radiomete Datos en bruto del 1 radiómetro. LI B_SO_LoRes a 0 en baja resolución (órbita media)_. _ Ts radiómetro. LIC_SO_H iRes a 0 en alta resoluci;;;¡;--(órbita media). LIC_T B T8 radiómetro (órbita media). L2_ SM_A Humedad de suelo (radar, órbita media). L2 M_ P Humedad de sue lo (radiómetro, órbita media). L2_ SM_ A/P ~ edad de suelo (radar/radiómetro, órbita media). L3 Fff_A Estado con elado/descongelado. Humedad de suelo L3_SM_A radar _ L3_SM_ P Humedad de suelo (rad iómetro). L3_ SM_ A/P Humedad de suelo (@dar/radiómetro) 0 Humedad de sue lo L4_SM ~¡ierficie/raiz . L4_C Intercambio neto del carbono en el ecosistema (NEE). L!::.!_1,u :_a - - n/a n/a Sx30 36x47 1-3 36 3 ~ 36 la calibración/validación cubren diferentes ecosistemas terresues y se han desarrollado en diferentes partes del mundo. La infor mación sobre estos experimentos de campo se encuentra disponible en hrrp:/ /smap.jpL nasa. gov/ science/validatio n/ fieldcam paigns/ .I' 9 3 3 36 Figura 6. Sirios seleccionados para calibración y val idación SMAP. 9 9 9 Gracias a los resultados de los experimentos se han presentado mejoras en las estimaciones de humedad de suelo a nivel glo bal . La figura 7 muestra las estimaciones de humedad de suelo a nivel mundial para ues fechas del mes de abril de 2015. tos SMAP. La figura 5 muestra el equipo de uabajo en 2012 para la calibración y validación de los productos de la misió n SMAP. El p roceso de m ejora contin ua d ent ro de los productos SMAP se basa en el modelado de los diferentes ecosistemas y del análisis de la respuesta física Figura 5. Equipo de rrabajo en 2012 para cali bración y validación de lo, productos SMAP de la NASA. Figt1ra 7. E.stimaciones de humedad de suelo superficial a nivel global para i:res fechas del me, de abril de 20 l 5. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SE PTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �La figura 8 muestra las estimaciones de humedad de suelo cuando se tienen observaciones de radiómetro (T 8) y de radar (sº) (Monsiváis et al, 20 I 6). Este estudio concluyó que al combinar las observaciones de radar y de radiómetro dentro de dos algoritmos de asimilación de daros, uno basado en la estimación de los parámetros (SSP) y otro mediante la corrección de sesgo con retroalimentación (BCWF), los errores en la En México se han realizado campañas en los estados de Sonora, Tabasco y Campeche para la explotación de datos de radar y de radiómetro. El Instituto Po Utécnico acional ha participado en la instrumentación de algunos de estos sitios (figura 9). REFERENCIAS Dobson, M.C., et al. (1985). Microwave didea:ric behavior of wer soil, II, Didecrric mixing modds. IEEE Trans. Geoscfrnce and estimación de humedad de suelo se ubican por debajo de 5% cuando se tienen condiciones de suelo desnudo o una cobertura vegetal muy delgada. , r .r -·. . . . Entekhabi, D. (20 14). Algorithm Theomicnl Bnris Domment L2 & L3 Radar/Radiometer SoilMoisture (Active!Pnssive) Dntn Products, ___L__ L M ,n f),I Jet Prop,dsion Laborntory, California fnsti- cwr fflll tute ofTechnology, Revision A . --. Kustas, W'.P., Zhan, X., y Schmugge .J .. -0.llt IL 1 ,r vol. 98, no. 5. , .,...., Ut 1 (SMAP) mision, Promdings of the IEEE, . ., o.u "&u, •< Remate Sensing, GE-23, 35-46. Enrekhabi, D., et ni. (20 10). T he soil moisture active passive , remare sensing for mapping energy !luxes in a semiarid wate~hed. Remote Sensing •• Environment, 64:116-31. ! ...,. Maitre, H . (2008). Promsing of rynthetic nperturn rndar imnges. Great Britain: Wiley. Monsiváis H., A., et nl (20 16). lmpacr of 4 -ll.Ot 01 - "- ~, . T.J. ( 1998). Combining optical and microwave l!O ··- Bias Correction Methods on útimation of Soil Moisture Whcn Assimilating Active and Passive Microwave Observarions. IEEE T-r,ms. Geoscienu and Remote Senring, GE1)1 Figura 8. Errores en las estimaciones de humedad de suelo super6cial al utilizar obsel'V3ciones de radiómeuo y de radar. tM 23, 1 ue: !, 262-278. Monsiváis H ., et al (2008). Parnmeter Estimntion Jrom &d,scnttered Rndar Response. IGARSS 20082008 IEEE lnrernational Geoscience and Remote Sensing Symposium, Vol. 3, l l l9-1 l 22. NASA. (20 16). fer Propulsion Laboratory. Califomin lnrtituu of Technowgy, consultado el 29 de septiembre de 2016. http:f/ ,vww.jpl.nasa.gov/news Figura 9. Campafü de medición en Calakmul, Campeche, 2014 . 88 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �Marte a la vista "¡Marre! ", exclamó el navegante Lusting luego de que su nave, el cohete de "La tercera expedición", surcara las oscuras soledades del espacio desde aquella tarde en que despegó del hermoso Qhjo. La nada siguiendo a la nada, la oscuridad y el tiempo que parecía detenerse. "Era una nave nueva, con fuego en las entrañas y hombres en las celdas de metal, y se movía en un silencio limpio, vehemente y cálido" ( Crónicas marcianas, de R. Bradbury). El gran planeta rojo, "el viejo y simpático Marte", que sigue maravillándonos y sirviendo de inspiración tanto para la especulación científica como para la imaginación literaria. Aunque Bradbury narra en dos o tres frases cómo el cohete desacelera "con una eficiencia metálica en las atmósferas superiores de Marte" para después posarse en un prado verde, la reaüdad es que estos procesos encierran una gran complejidad, pues no es nada fácil hacer que un objeto descienda en aquel planeta. H asta ahora, más de 40 misiones se han enviado y son relaávamente pocas las que han tenido érito, por mínimo que éste sea. Apenas en 1976 se logró aterrizar en la superficie marciana; desde entonces, sólo otras cinco ocasiones se ha logrado con naves estadounidenses. Con el lanzamiento de ExoMars 2016, la Agencia Espacial Europea (ESA, pos sus siglas en inglés) ahora quiere sumarse a la ASA y convertirse la segunda potencia espacial en enviar un módulo de aterrizaje y completar con éxito una misión sobre la superficie del planeta rojo. El programa ExoMars consta de dos misiones y w1 total de cuatro aparatos. En la misión de este año, han viajado a Marte la sonda Schiaparelli, que aterrizará en la superficie, y el satélite TGO, que se situará en órbita alrededor del planeta para analizar CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 el metano y otros gases minoritarios de su atmósfera. Para minimizar las probabilidades de fallo catastrófico, los ingerueros espaciales invierten mucho tiempo en garantizar que su vehículo de alta tecnología complete el proceso de entrada en la atmósfera y descenso de forma segura, culminando con el correcto aterrizaje. Son muchos factores que se deben tomar en cuenta, entre otros se consideran cómo lograr una navegación precisa. Las ventanas de lanzamiento se producen cada 26 meses aproximadamente, cuando las órbitas de la Tierra y Marte se encuenrran relativamente cerca. Una vez que la nave está en camino hacia Marte, el trayecto suele durar unos seis meses. Asumiendo que su trayectoria se cruce con la órbira del planeta en el momento apropiado, la nave podrá iruciar la fase de entrada atmosférica y descenso, pero hablanms de una entrada balística a gran velocidad en la atmósfera. Aunado a esto, el ángulo de entrada es fundamenral: si es demasiado inc)jnado, la nave podría sobrecalenrarse y desintegrarse; si su inclinación es insuficiente, podría rebotar en la atmósfera y perderse en el espacio. La trayectoria de descenso, además, se ve moruficada por variaciones en la densidad atmosférica, turbulencias y por la velocidad del viento, así como por pequeñas incertidumbres en la trayecto ria, por lo que la ubicación del punto de aterrizaje es bastante imprecisa y suele definirse mediante una elipse de tamaño considerable. Otro factor es la energía, pues se debe decirur cómo alimentar las sondas o robots que son enviados, la mayoría ha sido con paneles solares, pero ahora las misiones de la ExoMars llevarán baten.as no recargables, por lo que su actividad se verá limüada a unos pocos días marcianos. En fin, son muchas las cuestiones que encierra un viaje y su respectivo aterrizaje en la superficie del gran coloso rojo, pero si quieres saber más, visita http:// noticiasdelaciencia.com/not/21387 /los-riesgos-deaterrizar-en-marte/ �Secuencian genom a del Zika a partir de semen humano estudio llevado a cabo en las universidades de Berkeley, Investigadores d el Public Health demostrad o cómo un nanoglobo (con una molécula England (PHE), dependiente del de carbono, diez m ü veces más delgado que el grosor gobierno británico, han solicita- de un cabello humano) puede ser controlad o electros- EUA, y d e U mea, en Suecia, un grupo de cienáficos ha do diversas m uestras de semen de táticamente para conmutar entre un estado inflado y pacientes infectados con el virus o tro desinflado. del Zika. La solicitud fue hecha Los dispositivos cipo globo inflable existen en la na- a raíz de que científicos estadounidenses, en 20 l l , turaleza, como muestra tenemos a las arañas saltarinas, sugirieran que d icho virus se pod ía transmitir por que crean microcojines llenos de fluido para imp ulsar vía sexual. Con las muestras de semen, el equipo de sus patas en saltos "explosivos"; basados en estos me- Barry Atkinson, del PHE, pretend e ob tener pruebas canismos, se han creado aparatos con este principio adicionales sobre esta posibilidad. No obstante que a nivel m acro, para levantar y proteger edificios, por so n muchos los estudios q ue ha blan del riesgo de ejemplo; incluso se han creado m odelos atómicos para transmisión sexual, pocos laboratorios han tenido éxito ser util izados como microbombas. al tratar de aislar el virus del Zika a partir de semen de hombres infectad os. Sin embargo, en la escala nanométrica, estos ac- El virus del Zika, transmitido por los mosquitos, tuadores, es decir, dispositivos mecánicos cuya función es p roporcionar fuerza para mover o hacer "actuar" por lo general provoca una enfermedad leve y transito- o tro aparato, son prácticamente desco nocidos. Hace ria, pero puede ser particularmente dañino si se contrae varios años, investigadores de la Universid ad Estatal de durante el embarazo. Esto se debe a que la infección Pensilvania, idearon un actuador en form a de nano- materna se ha vinculado con un defecto congénito globo, controlado por carga electroestática, basado en grave llamado microcefalia, en que los bebés nacen con el inflado y el desinflado de un nanocubo de carbono. la cabeza y el cerebro demasiado pequeños. Este diseño teórico ha sido llevado a la práctica en Ackinson y sus colaboradores pudieron aislar y secuen- un trabajo de investigación y fabricació n experimental ciar de manera exitosa este virus a partir de una muestra realizado por Hamid Reza Barzegar, de la Universidad de de semen infectado de un residente convaleciente en el Berkeley, y sus colegas. Este equipo ha demostrado cómo Reino Unido, quien acababa de regresar del archipiélago un nanotubo de carbono puede ser controlado para francés de Guadalupe, en el Caribe; esto rep resenta el transformarse desde un estado colapsado o desinflado a primer genoma del virus aislado a partir de semen. otro inflado y viceversa, aplicand o un pequeño voltaje. Aunque éste es un logro importante, aún quedan Este actuador sería capaz de funcio nar sin desgas te ni m uchas preguntas por responder, entre otras cómo el fatiga estructural, con esto se lograría echar and ar dis- Zika es capaz de transmitirse sexualmente, mientras positivos min úsculos en el tratamiento de diversas afec- q ue virus similares no puede n. La respuesta a ésta y ciones, como en el ensanchamiento de arterias o venas o tras preguntas q uizá resid a en el genoma vírico, pero q ue se han estrechado u obstruido (Amazing/DYCITI. se necesitarán muchas más secuencias procedentes de sólid as sobre este tema (fuente: Amazing/DYCIT). Levaduras "come gasolina", una al ternativa para descontaminar ecosistemas Crean globo a escala manométrica Sin duda alguna, codos hemos semen para verificar si hay cambios q ue aporten pistas escuchado de barcos petroleros Se ha preguntado, ¿cómo sería utilizar que por accid ente derraman su máqui n as de tamaño atómico para contenido en las aguas del mar; interactuar con algunos mecanismos o pipas de gasolina y d iésel q ue de n uestro cuerpo? Se pod rían resolver vuelcan y contaminan ríos, arroyos o lagw1as, pero poco muchos problemas y enfermedades q ue hemos escuchado sobre la descontaminación de estos lu- hoy día presentan verdaderas complicaciones. En un gares. Al respecto, Nathalia Catalina D elgadillo, bióloga 90 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 20 16 �de la Universidad Nacional de Colombia (UN), constató la presencia de dos levaduras del género Rhodotorula (R calyptogenae y R dairenensis) en ambientes contaminados, particularmente en duetos y tanques de gasolina de automóviles. Este hallazgo es muy importante pues en la actualidad hay estudios sobre 150 géneros de bacterias que conáenen especies capaces de crecer con hidrocarburos como único proveedor de carbono, elemento fundamental para la vida y energía, pero sólo unos pocos hongos (del género Penicilium) y levaduras (de los géneros Candida y Pichia) han sido estudiados en este sentido. Para la obtención de la muestra, la bióloga frotó condición, según Pablo Artal, catedrático de Ópáca de la Universidad de Murcia, la pérdida de visión que producen las cataratas se origina porque los rayos de luz se dispersan al volverse lechoso el cristalino y la luz no llega correctamente a la retina. Se sabe que esca enfermedad puede ser controlada con copos de algodón estéril las paredes y los rubos del tanque de gasolina de eres automóviles. Una ve:z aislada en cubos de ensayo y conservada a 4ºC, inició el proceso de comprobación, el cual constató que las levaduras encontradas, 17 en total, podían crecer en con una operación, la cual, en muchos países puede ser muy costosa, por lo que el Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia (LOUM), en España, ha logrado w1 avance tecnológico primordial para poder desarrollar unas lemes que permiten a las personas aquejadas de cataratas ver sin necesidad de someterse a una intervención quirúrgica, como si se tratara de unos anteojos para corregir la miopía o el aságmatismo. El equipo del LOUM ha diseñado un oftalmoscopio capaz de obtener imágenes de la retina a través de la opacidad del cristalino del ojo humano, que es hidrocarburos aromáácos, reconocidos por sus olores incensos, normalmente agradables, y por su alta complejidad de degradación. Los compuestos escogidos para probar estas levaduras fueron naft:aleno, un sólido blanco producido naturalmente al quemar combusábles; fenantreno, presente en lo que origina esta patología causante de la mitad de los casos de ceguera que se diagnostican en el mundo. La solución técnica que han ideado los investigadores se fundamenta en el uso de una cámara de un único píxel. Benjamín Lochocki, el primer amor en el trabajo, publicado en la Revista Óptica, que edita la Sociedad el humo del cigarrillo, y pireno, sustancia potencialmente carcinógena que contienen algunos alimentos. Según la investigadora, aunque las levaduras no registraron un crecimiento similar a las utilizadas como controles, éste fue relevante, pues utilizan los hidrocarburos como nutrientes y fuentes de energía para su desarrollo, además generan enzimas útiles para que los hidrocarburos se fragmenten , es decir, transformen su estructura química, sean sustancias menos nocivas y Americana de Óptica (OSA), detalla que "las cámaras convencionales forman las imágenes del entorno sobre un sensor de dos dimensiones con millones de píxeles. En nuestro caso, hemos sustituido esto por un único píxel; y para obtener la información de la imagen recurrimos a un 'truco' que consiste en registrar muy rápidamente los valores de la intensidad de la luz que llega a este píxel cuando se proyectan sobre la imagen diferentes patrones que codifican la imagen" (Fuente: Universidad de Murcia). permitan que otros microorganismos del medioambieme puedan degradarlas con facilidad . Estrategias como esa serán de gran ayuda para la sostenibilidad ambiental, pues a diario escuchamos El nacimiento de las estrellas noticias de grandes desastres que poco a poco acaban con nuestras reservas naturales (fuente: UN/DICYl). Cuando alzamos los ojos al cielo, en una noche estrellada, podemos "Anteojos" para tratar las cataratas con tem piar el ejército celeste tintineando en el firmamento; Uenando de pequeñas luces la gran Mi abuela y mi bisabuela sufrieron de cataratas. Como ellas, ciemos de personas alrededor del mundo sufren esta terrible enfermedad que en su estado más avanzado ocasiona ceguera. Pero qué es lo que causa esta bóveda oscura. Miles de pensamientos nos asaltan, pues el panorama es majestuoso, no en balde el género humano se ha preguntado su existencia, su futuro y muchas cosas más observando las estrellas. Éstas han sido guía en los largos caminos de los navegantes, o en las interminables jornadas de los viajeros nocturnos. CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �Pero cómo es que se generan estos cuerpos. Sus lugares de nacimiento son enormes nubes frías formadas por gas y polvo, conocidas como 'nebulosas'. Escas nubes comienzan a encogerse por obra de su propia gravedad. sanguíneos respecto al rumor, según los autores, se sabe que forman un solicón; es decir, una onda solitaria que se propaga sin deformarse en un medio no lineal, parecida a las ondas de un csunami o como las que se forman en A medida que una nube pierde can1año, se fragmenta en grupos más pequeños. Cada fragmento puede final- una acequia cuando se ha parado el agua con un ladrillo y éste se quita de repente. Al conocer este movimiento, mente volverse tan caliente y denso que se inicia una reacción nuclear. Cuando la temperatura alcanza los 1O millones de grados centígrados, el fragmento se convierte en una nueva estrella. Cabe resaltar que muy pocas veces se puede controlar la onda y de esca manera retardar su crecimiento, o bien hacer que los vasos sanguíneos no lleguen al tumor y no lo puedan alimencar. En el estudio, publicado en la revista Scientific se ha observado este fenómeno, debido a que sucede de forma relativamente rápida en términos astronómicos. Reports, los cienúficos han realizado una descripción matemática mediante ecuaciones diferenciales de la densidad de vasos sanguíneos asociados al crecimiento de los tumores. Además, han confirmado este modelo mediante simulaciones numéricas. Este modelo se ha aplicado en particular a la angiogénesis, es decir, el proceso de generación y crecimiento de los vasos sanguíneos, un mecanismo natural que se activa cuando a algunas células no les llega oxígeno y secretan factores de crecimienco. Estas sustancias alcanzan algún vaso sanguíneo y entonces sus paredes se abren y salen capilares que avanzan hacia la región que emite los facto res de crecimiento, llevando allí oxígeno y nutrientes. El entendimienco y control de esta enfermedad tiene una enorme importancia en la medicina actual y futura, dicen los autores, pues identificar el solicón como el motor de la angiogénesis sugiere la posibilidad de controlar este proceso complejo a través del análisis de las coordenadas colectivas del solitón, que son muchísimo más simples. Esto puede ser un primer paso importante para el entendimiento y control de la angiogénesis inducida por rumores a través de modelos teóricos. Fuente: Bonilla, L.L., etal. (2016). Soliton driven angiogenesis. Sciencific Repons. 6: 31296. En este sentido, investigadores a bordo del Observatorio Escratosférico para Astronomía Infrarroja -de la NASA y del Cenero Aeroespacial Alemán- instalado en un avión Boeing 747SP, altamente modificado y que transporta como componente clave un telescopio con un diámetro efectivo de 2.54 m, observan y analizan el colapso de parces de seis nubes interestelares en su evolución hacia su transformación en nuevas estrellas que serán mucho más grandes que nuestro Sol. El equipo de Friedrich Wyrowski, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, rastreó esta etapa de desarrollo en nueve estrellas embrionarias (protoestrellas) , mediante la medición de los movimientos del material dentro de ellas. El equipo encontró que seis de las nueve protoestrellas están activamente colapsándose. la adición de escas seis protoestrellas en pleno colapso a la lista previa de menos de una docena en esta misma etapa desu desarrollo, constituye una importante an1pliación del catálogo (fuence: Amazings/NCYT). Matemáticas médicas "¿Y yo para qué necesito saber matemáticas avanzadas, si voy a ser doctor?" . Aunque parece una pregunta de un estudiante de secundaria al que no le gusta esa materia, en realidad es un cuestionamiento que se hace más de un estudiante de medicina. Lo cierto es que las matemáticas son parte fundamencal del conocimiento humano, cualquiera que sea la rama que se estudie. En el caso de la medicina, investigadores de la Universidad Carlos ID de Madrid (UC3M) han llevado a cabo un estudio que describe matemáticamente cómo crecen los rumores. El objetivo es conocer cómo se mueven los vasos 92 Octobot, el primer robot blando totalmente autónomo ¿A quién no le gustan las peleas de robo es, en las que las piezas de estos mecanismos salen volando por todos lados?, ¿o quién no ha visto el baile de robot, o bien, ha imitado el movimiento de éstos? Por lo general, al hablar de robots nos imaginamos máquinas rígidas, con movimientos muy mecanizados, pues presentan dificultad para doblar cada una de sus parces. La rigidez de estas máquinas se CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTI EMBRE-OCTUBRE 2016 �debe primordialmente a sus componentes estructurales Durante años se pretendió hacerlo mediante lobo- y de alimentación energética. Al respecto, un equipo de investigadores, liderado por la Universidad de Harvard (EUA), ha creado Occobot, un robot blando con forma de pulpo y toral mente autónomo. Ryan Truby, ciendfico dd Wyss lnsticute for Biologically lnspired Engineering de Harvard, explica que muchos grupos de investigación de todo el mundo están interesados en la creación de robots hechos de materiales blandos, pero estos sistemas comías o bien "robando" el cerebro de algunas personas fallecidas con el fin de diseccionarlos, estudiarlos y saber más acerca de este órgano indispensable para la vida humana. El desarrollo de un mapa preciso y de alca resolución de la arquitectura microestrucrnral (o estructura local), la conectividad y la función del cerebro humano ha sido, durante mucho tiempo, un objetivo difícil de alcanzar de la neurociencia, debido requieren fuentes de energía y electrónica convencionales que dificultan su desarro!Jo y sus posibles aplicaciones. El equipo de Truby resolvió el reto al combinar a problemas técnicos. Aunque se pudo avanzar creando mapas de la corteza cerebral, muchas veces, hasta la fecha, eran incompletos e incompatibles. combustible peróxido de hidrógeno y un circuito lógico de microfluidos, con lo cual logró hacer un Pero investigadores de la Universidad de Washington (San Luis, EUA) y de otras instituciones inter- robot blando y autónomo sin necesidad de recurrir a las fuentes de energía ni a los sistemas electrónicos dpicos. Así, para fabricar a Octobor utilizaron w1a mezcla de litografía blanda, piezas de fundición y una nueva nacionales han realizado un mapa de 97 nuevas áreas de la corteza cerebral humana, además de confirmar otras 83 que ya se conocían previan1ente. Para ello, han desarrollado un software que detecta automáticamente técnica de impresión 30 embebida llamada EMB3D. Aunque Octobot sólo tiene una autonomía de la huella digital de cada una de escas áreas en los escáneres cerebrales de un individuo. 1O minutos, se plantea que el diseño permitirá en el futuro, que estos robots funcionen con duraciones Financiado por los Institutos acionales de Salud de EUA (NIH), a través de su Proyecto Human Con- mucho más amplias. Respecto a las aplicaciones, Truby destaca que este tipo de robots blandos son más seguros y adecuados en aplicaciones que incluyan una interfaz nectome (HCP), este software ha mapeado las áreas mediante la incorporación de datos procedentes de múltiples medidas de imagen cerebral no invasiva que entre máquinas y humanos. Podrán ser usados en biomedicina y en tecnología wearable, es decir, aparatos y dispositivos electrónicos que se incorporan en alguna parre de nuestro cuerpo interactuando continuamente con el usuario y con otros dispositivos con la finalidad de realizar alguna función específica. se corroboran entre sí. Los investigadores han creado este nuevo m apa perfeccionado del cerebro usando Fuente: Wehner, M., et al (2016). An integrated design and fabrication scrategy for entirely sofc, auconomous robots. Nature, 24 agosto 2016. Además de sus aplicaciones en neurocirugía, este mapa también podrá servir para indagar sobre la evolución cognitiva de los seres humanos en comparación con otros primates. Fuente: Glasser, M.F., et al. (20 16). A multi-modal parcellation of human cerebral correx. Nature. 20 julio 2016. Registran áreas desconocidas de la corteza cerebral "Está vivo, vivo", así traducen algunos países la frase que menciona el Dr. Frankenscein al dar vida a un hombre hecho a partir de diversas parces de otros cuerpos, entre éstas diversos tipos de imágenes por resonancia magnética para medir la arquitectura cortical, la actividad, la conectividad y la topografía del córrex de 21 O adultos jóvenes sanos, participantes en el proyecto HCP. Sistema solar con dos estrellas y tres discos de forma- ción planetaria un cerebro. Al ver esta película o leer la novela de M. Shelley no podemos evitar preguntarnos ¿cómo es posible hacer esas conexiones?, es decir, ¿cómo conectar el cable rojo y el azul del cerebro con los correspondientes En la escuela primaria, aprendimos que nuestro planeta gira alrededor del Sol, y que, además de la Tierra, hay otros planetas del cuerpo para que éste pueda funcionar? que hacen lo mismo: es el sistema solar. Hay diversos CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �sistemas planetarios que siguen más o menos el mismo y forman grumos cada vez más grandes, los cuales, modelo: una esrrella con un anillo de planetas orbitando a su alrededor. Así lo sabíamos ... hasta ahora, pero el equipo de Christian Brinch, del Instituto iels Bohr, de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, ha descubierto un sistema solar que consiste en dos esrrellas con tres discos de acreción (término que se utiliza para nombrar el crecimiento de un cuerpo por agregación finalmente, se convierten en planetas, y ... ¡zaz!, cenemos entonces un sistema planetario o un sistema solar. Muchas veces no es sólo una, sino dos esrrellas las que se forman en el cenrro de La densa nube de gas y polvo. A estos sistemas se les Llama estrella binaria, sus componentes se mantienen más o menos cerca por los efectos de la gravedad de ambas estrellas que orbitan una alrededor de la otra, con el centro desplazado hacia de cuerpos menores) formadores de planetas, girando a su alrededor. Cada w1a de estas esrrellas tiene su propio disco protoplanetario, pero, además, existe un tercer la de mayor masa, es decir, hacia La más grande. Por todo lo anterior, lo descubierto por Brinch y su equipo es una rareza, pues se trata de una estrella disco compartido. Los rres discos protoplanetarios están desalineados entre sí. binaria con no solo dos, sino con tres discos de gas giratorios. Estos cuerpos celestes se hallan a w1os 400 Cuando se crea una nueva estrella sigue girando - junto con el resto de gas y polvo de la nebulosahasta que forma w1 disco. Los materiales se acumulan años-luz de la Tierra, tienen entre l 00 mil y 200 mil años y podría haber empezado ya la formación planetaria en sus discos (fuente: Amazings/ CYT). 94 CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �Alejandro Monsiváis Huertero Ingeniero en telecomunicaciones por la UNAM. Maestro en microondas y telecomunicaciones ópticas, y doctor en microondas, electromagnetismo y optoelectrónica por la Universidad Paul Sabatier, Francia. Investigador del ESIME Ticomán, IPN. Pertenece a la Red de Ciencia Tecnología Espacial y a la AlAA. Certificada en satélites cansar por la Keio Universi cy-UNISEC y en pruebas térmicas, mecánicas y de vacío en satélites por el Instituto de Tecnología de Kyushu. Miembro del SNI, nivel l. Licenciado en física por la UABC. Maestro por la Universidad de Granada, España. Doctor por el Instituto de Radio Astronomía Max Planck, Alemania. Profesor-investigador en la UANL. Miembro del S 1, nivel l. Carlos Romo Fuentes Ingeniero en telecomunicaciones por la UNAM. Maestro en sistemas de telemetría satelital y doctor en diseño de satélites bajo criterios de compatibilidad electromagnética, ambos por el Instituto de Aviación de Moscú. Profesor de tiempo completo en la UNAM. Responsable técnico del Laboratorio de Compatibilidad Electromagnética de la UAT FI UNAM campus Juriquilla; de la Red Temática de Ciencia y Tecnología del Espacio del Conacyc, y del Proyecto Sareliral Quetzal. Antonio Gómez Roa Ingeniero electrónico y maestro en modelado de alcas frecuencias para amplificadores PHEMT por la UABC. Christian Arturo Saavedra Ceballos Técnico en comunicaciones y serie en físico matemático por el Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora. Tiene certificación en satélites por la UNISEC. Representante de la UNISEC México en Baja California y de la Red Temática Nacional Aeronáutica del Conacyc. Estudiante de Ingeniería Electrónica en el ITN. Alfredo Chimely Castillo Técnico en electrónica por el CBTIS l 03. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la UTA. Ángel Enrique Sánchez Colín Antonio Mosqueda Sánchez Ingeniero metalúrgico, en el área de metalurgia física, con especialidad en materiales metálicos y materiales compuestos, y maestro en ciencias, con especialidad en ingeniería metalúrgica, por el IPN. Labora en la ESIME Ticomán, IPN. Arturo Sánchez Mendoza Estudiante de la carrera de Ingeniería en Electrónica en el ITP. Bárbara Bermúdez Reyes Doctora en metalurgia y ciencias de los materiales por la UMS H. Profesora-investigadora del Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica de la UANL. Representante nacional de UNISEC México. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Darío Manuel Zúñ.iga Rosales Estudiante de la Licenciatura en Física en la FCFM-UANL. David Emmanuel Coca Guevara Estudiante de Electrónica en el ITP. Diego Mckinnon Govela Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la UTA. Eliu Jair Benítez Hernández Técnico en electrónica por el CBTIS 103. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en el IEST. Enrique Zempoaltecatl Ramírez Ingeniero electricista y maestro en ingeniería aeronáutica por el IP . Profesor del posgrado de la ESlME Ticomán, IP . �Erick Alberto Méndez Mendoza Técnico en elecuónica por el CETIS 128. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en el ITN. Erik Alberto Paulín Rodríguez Técnico en elecuónica por el CETIS 109. Esrudiante Ingeniería en Mecatrónica en el IEST. Gerardo Antonio Lira Ibarra Técnico en mecatrónica industrial por la ElAO. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la FIME-UANL. Gerardo Vera Castelán Estudiante de Ingeniería en Electrónica en el ITP. Jorge Alfredo Ferrer Pérez Doctor en ingeniería aeroespacial y mecánica por la Universidad de de la UNAM . otre Dame. Profesor-investigador José Carlos Jiménez Escalona Ingeniero en aeronáutica; maestro y doctor en física de la atmósfera por la UNAM. Realizó una estancia postdoctoral en el Instituto de Geofüica de la UNAM. Profesor-investigador en el área de percepción remota satelical de la ESIME Ticomán del IP José Guadalupe Nava Zavala Egresado de la EIAO. Estudiante de Ingeniería Mecacrónica en la FIME-UANL. German Garzón Manjarrez Técnico en electrónica por el CETIS 128. Esrudiame de Ingeniería Mecatrónica en el IT José N oel del Ángel Polanco Gustavo Adolfo Castillón Ramírez Técnico en electrónica por el CETIS 128. Estudiante José Raúl Flores Machorro Estudiante de Ingeniería en TICS en el ITST. Estudiante de Ingeniería en Mecatrón.ica en el lEST. de Ingeniería Mecatrónica en el IT José Santos Tienda Bazaldúa Hermes Moreno ÁJvarez Profesor-investigador de la UACH. Miembro activo de la UNISEC México. Técnico en mecauónica industrial, en modalidad bilingüe progresivo con acentuación en inglés, por la ElAO Unidad Linares. Estudiante de Ingeniería Mecarrónica en la FIME-UANL Homero Domínguez Barranco Egresado del Telebachilleraco Peña de Afuera, Veracruz. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la UTA Josué Mancilla Cerero Ingeniero elecuónico por el ITP. Labora en el Departa- Jaime Arturo Castillo Eliwndo mento de Ingeniería en Tecnologías de la Información y Comunicaciones del ITST. Ingeniero administrador de sistemas por la UANL. Master en administración, con especialidad en recursos humanos y doctor en educación. Profesor titular de tiempo completo. Miembro del S 1, nivel l. Director de la FIME-UANL. Jonathan Hernández Maya Técnico en electrónica por el CECATI 24. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la UTA. Jordán Sombrerero Espinoza Egresado del Colegio de Bachilleres del Estado de Puebla, plantel 1O. Estudiante de Ingeniería en TICS en el ITST. 96 Juan Carlos Hernández Sánchez Ingeniero aeronáutico y maesuo en ingemena aeronáutica por el IP . Estudiante de la Maestría en Ciencias en Ingeniería Aeronáutica y Espacial en el IPN. Realizó una estancia de investigación en el Centro de Aplicaciones e Investigación en Percepción Remota de la Universidad de Sherbooke. Juan Julio César Campas Buitimea Técnico en electrónica por el CETIS 128. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en el ITN. CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �Julio César Saucedo Morales Licenciado en física por la Unison. Maestro en física por la Arizona Scace Universicy, EUA. Doctor en astronomía por la Universicy of Arizona, EUA. Profesor-investigador del Departamento de Investigación en Física de la Unison. Lorenzo Olguín Ruiz Licenciado en física por la Unison. Maestro y doctor por la UNAM. Profesor de tiempo completo del Departamento de Investigación en Física de la Unison. Osborne Reinhardc Moreno Técnico en electrónica por el CETIS 78 . Estudiante de Ingeniería Meca.crónica en la UTA. Óscar Martínez. Hernández Ingeniero electrónico y maestro en ciencias de la inge- niería eléctrica por el ITCM. Profesor de asignaturas de la carrera de Ingeniería en Mecatrónica. Miembro activo y representante oficial del Estado de Tamaulipas en la UNISEC. Pablo César Nieto Marcínez Luis Ángel Avalos de la Cruz Egresado del CBTIS 189 en Matamoros, Tamaullpas. Estudiante de Ingeniería Aeronáutica y Electricidad Industrial, ambas en la FIME-UANL. Luis Enrique Gómez Vanegas Licenciado en letras hispánicas por la FFyL-UANL. Autor del libro Soledades. Es corrector y revisor bibliográfico de la revista CienciaUANL y revisor de Ent-orno Universitario, de la Preparatoria 16-UA L. Marcelo Núñez Aguilar Estudiante de la Universidad Tecnológica de Alcamira. María Eugenia Concreras Martínez Licenciada en física y matemáticas por el IPN. Maestra y doctora por la UNAM. Investigadora posdoctoral en la Unison . María Poliakova Adscrita a la Escuela de Idiomas de la Universidad Autónoma de Chihuahua. Especialista en lingüística y traductora e intérprete de ruso-español-ruso, ruso-inglés-ruso. Estudiante Ingeniería Meca.crónica en el IEST. Patricia Zambrano Robledo Ingeniera mecánica; maestra en ciencias de la ingeniería mecánica, con especialidad en materiales, y doctora en ingeniería de materiales por la UANL. Miembro de SNI, nivel I, y de la AMC. Directora de Investigación de la UANL. Rafael Morales Ramírez Técnico en informática. Estudiante de Ingeniería Electrónica en el ITP. Rafael Vargas Bernal Ingeniero en comunicaciones y electrónica por la UG. Maestro y doctor en ciencias, con especialidad en electrónica, por el fNAOE. Profesor-investigador en el ITESI. Miembro del SNI, nivel I; pertenece ala Red Nyn, la Redcyce y a la RTNA, codas del Conacyc. Rei Kawashima M.A. Estudios de liderazgo por la Azusa Pacific Universicy, EUA y M.S.S. por la Incernational Space Universicy, Francia. Cofundadora y colaboradora por la Universicy Space Engineering Consortium (UNISEC). Mariela Serrano Centeno Estudiante de Ingeniería en TICS en el ITST. Mayra Báez. Landa Estudiante de Ingeniería en TICS en el ITST. Miguel Ángel Mar Hemández. Estudiante de Ingeniería Mecatrónica en la UTA. CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 Ricardo Castillo Pérez Estudiante Ingeniería Meca.crónica en el IEST. Rodrigo Flores Santiago Técnico superior universitario en mecacrónica, con especialidad en automatización, por la UTA. Estudiante de Ingeniería Meca.crónica en la UM. �Rodrigo Nava Amezcua Licenciado en administración militar. Piloto aviador Rosa María Martínez Galván Maestra en optoelectrónica por la BUAP. Profesora del De- militar del Estado Mayor Aéreo en la FAM y la Sedena. Especialista en geopolítica por el Centro de Esrudios Superiores Navales. Acrualmeme ostenta el grado de mayor. partamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, del ITP. Silvia Karina Reyes Lio Ingeniera electrónica por el IT . Profesora en el Depar- tamento de Ciencias Básicas en el ITN. Rogeüo Juvenal Sepúlveda Guerrero Licenciado en ciencias computacionales y maestro en releinformática por la UANL. Profesor de tiempo completo y director de la FCFM-UANL. Telma Saraí Encarnación Cones Egresada del CETIS 151. Esrudiante de Ingeniería en TICS en el ITST. Residente profesional en el INAOE. La otra forma de enseñar la ciencia . . , _ wr..,,n.. ,s.- .. " llfo• .......... U l<!tt1,U1... . .,...,, 1• 1111111m1111 ,-,,.. 98 -. ANL CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �La revista CIENCiAUANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción ciencífica, tecnológica y de conocimienco en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. CiENCiAUANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a ciencíficos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de codas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumencar sus conocimiencos y fortalecer su perfil cultural. En sus páginas se presentan avances de investigación científica, desarrollo tecnológico y artículos de divulgación en cualquiera de las siguientes áreas: ciencias exactas, ciencias de la salud, ciencias agropecuarias, ciencias naturales, humanidades, ciencias sociales, ingeniería y tecnología y ciencias de la tierra. Asin1ismo, se incluyen artículos de difusión sobre temas diversos que van de las ciencias naturales y exactas a las ciencias sociales y las humanidades (física, lógica, filosofía, historia, ecología, geología, antropología, matemáticas, biología, medicina, historia, astronomía, evolución, etcétera). • • • • un anáüsis detallado de los mismos, un desarrollo metodológico original, una manipulación nueva de • • • como de divulgación. Las colaboraciones deberán estar escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible co- Criterios editoriales (difusión) • o se aceptarán trabajos que no cumplan con los criterios y lineamientos indicados. Sólo se aceptan artículos originales, encendiendo por ello que el contenido sea producto del trabajo directo y que una versión similar no se ha publicado o enviado a otras revistas. CIEN CIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 El artículo debe ser ordenado. Separar las dimensiones del tema y evitar romper la línea de tiempo. Debe considerarse la experiencia nacional y local, si la hubiera. o se aceptan reportes de mediciones. Los artículos deben contener la presentación de resultados de medición y su comparación, también deben presentar Se invita a codos los profesores, estudiantes e investigadores a enviar sus artículos canco de difusión rrespondiente al público objetivo, con un discurso que aproveche al máximo los recursos narrativos, Üteraríos y gramaticales. Según sea el caso (divulgación o difusión), se deben seguir los siguiences criterios editoriales. Los autores deben demostrar haber trabajado y publicado en el tema del artículo. El artículo debe ofrecer una panorámica clara del campo temático. • la materia o ser de gran impacto y novedad social. Sólo se aceptan modelos matemáticos sí son validados experimentalmente por el autor. o se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe un análisis de correlación para su validación. Para su consideración editorial , el autor deberá enviar el artículo vía electrónica en forma.to .doc de Word, así como el material gráfico (máximo cinco figuras, incluyendo tablas), fichas biográficas de cada amor de máximo 100 palabras y carta firmada por codos los amores (formato en página web) que certifique la originalidad del artículo y cedan derechos de amor a favor de la UANL. Los originales deberán tener una extensión máxima de cinco páginas (incluyendo figuras y tablas) de acuerdo al formato que a continuación se especifica: Formato. Tamaño carca; el margen superior deberá ser de 2.5 cm. y el resto de 2 cm . Título. Máximo dos renglones, cipografiado en altas y bajas, cipo Times New Roman a 24 pwuos, con íncerlínea normal, en negritas. ombre del autor o amores. En mayúsculas con alineación al margen derecho, misma fuente �tipográfica en 12 puntos, asterisco sobrescrito • al final. Adscripción. Colocarla en pie de página de la 2a. columna antecedida por un asterisco, en tipografía Times New Roman de 8 puntos. Cuerpo del cexco. A dos columnas, con ti- versen sobre temas relacionados con el objetivo, cobertura temática o lectores a los que se dirige la • revista. Para su mejor manejo y lectura., cada. artículo debe incluir una. introducción al cerna, posteriormente pografía Times New Roman de 10 puntos, justificado. desarrollarlo y finalmente plantear conclusiones. Se recomienda sugerir bibliografía breve, para dar Resúmenes. o mayores de 100 palabras canco en inglés como en español. Incluir a lo sun10 cinco palabras clave ta.neo en inglés como en español para ser utilizadas en índices. Deben ubicarse al terminar el cuerpo y anees de las referencias. Misma tipografía que el cuerpo. al lector posibilidad de profundizar en el tema.. El Referencias. Deberán ser numeradas y aparecerán en el orden que fueron citadas en el texto, utilizando la misma tipografía. del cuerpo. Las fichas bibliográficas deberán contener los siguientes datos: autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de la publicación, formato no maneja nocas a pie de página. • Las referencias no deben extenderse innecesaria.mente, por lo que sólo se incluirán las referencias citadas en el texto y deberán numerarse en el orden de su aparición dentro del cuerpo y en el • aparcado de referencias. unca se sustituirá con raya el nombre de un autor cuando éste tenga más de una referencia. La exactitud de las referencias bibliográficas es responsabilidad del autor. Los artículos deberán tener una extensión máxima de cinco cuartillas y una mínima de tres, incluyendo tablas, figuras y bibliografía. En casos excepcio- volumen y número de páginas. Subtítulos. Tipografía Times ew Ro man, I O nales, se podrá concertar con el editor responsable de CiENCiA UANL una extensión superior, la cual puntos, en negritas. Nocas al pie. Tin1es será sometida a la aprobación del Consejo Editorial. Todas las siglas citadas deberán ser aclaradas en su significado y no se incluirán en el título del trabajo salvo que sean de conocimiento general. Si se desea incluir figuras, dibujos, fotografías o imágenes digitales, éstas deberán ser de al menos ew Roman, 8 puntos. Material gráfico (incluye figuras, imágenes y tablas). Mínimo dos, máximo cinco a una o dos columnas, máximo media página, codas las imágenes deberán ser de al menos 300 DPI. • 300 DPI. CiENCiAUANL sólo utiliza figuras y Pie de gráficos. Tipografía. Times New Roman, itálica de 9 puntos. Deberán evitarse en lo posible las nocas a pie de página. tablas, en ellas se incluyen los cuadros, imágenes, focos, gráficas, etcétera. • Los docun1encos deberán enviarse en Microsoft Word (con extensión .doc). El artículo deberá con- Criterios editoriales (divulgación) tener claramente los siguientes daros en la primera cuartil.la: cítulo del trabajo (de preferencia breve, • que refiera claramente el contenido), autor(es), institución y departan1enco de adscripción laboral • 11 Tendrán siempre preferencia. los artículos que Los contenidos científicos y técnicos tienen que ser conceptualmente correctos y presenta.dos de una manera original y creativa. Todos los trabajos deberán ser de carácter académico. Se debe buscar que tengan un interés que rebase los límites de una institución o programa. particular. Sólo se reciben para. su publicación materiales originales e inéditos. Los autores, al enviar su trabajo, deberán manifestar que es original y que no ha sido postulado en otra publicación. 100 (en el ca.so de estudiantes sin adscripción laboral, referir la institución donde realizan sus estudios), dirección de correo electrónico. Noca importante Todas las colaboraciones, sin excepción, serán evaluadas; en el ca.so de los artículos de investigación (difusión) serán arbitrados por especialistas por área CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 �científica.. Los criterios aplicables a esta clase de aráculos serán: el rigor científico, la calidad y precisión de la información, el interés Todos los textos son sometidos a revisión y los editores no se obligan a publicarlos sólo por recibirlos. Una ve:z aprobados, los autores aceptan la corrección de textos y la general del rema expuesto y la claridad del lenguaje. En el caso de los aráculos de difusión, serán evaluados revisión de estÜo para mantener criterios de uniformidad de la revista. por especialistas en el rema, quienes valorarán la pertinencia, el lenguaje y la calidad del contenido. Todos los aráculos deberán remitirse a la dirección de correo: revista. ciencia@uanl.mx o bien al siguiente dirección: Revista CiENCiAUANL Biblioteca Magna Universitaria "Raúl Rangel Frías", 5o. Piso Ave. Alfonso Reyes 4000 Nte., Col. Regina CP 64290 Monterrey, .L., México Para cualquier comentario o duda estamos a disposición de los interesados en: Tel: (5281)8329-4236 http://www.cienciauanl.uanl.mx/ lD ·"""ªo-" •"º~ ~ Googk- play 1 n 2020 UJ:INL CIENCIA UANL / AÑO 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 L I II Descárga lo en el AppStore �REF DE T() J) R\ iVisítanos! Ven y conoce las ínstalac1ones del nuevo recente cultural de la UANL, donde podr s asistir a tall r s. conf rend s y m sas redondas. Nu stra llbreri cuenta con una variedad de títulos y e&paclos confortable que Invitan a la lectura. LIBR RÍA / ARTE Padre Mler 909 Pte. e1qul n• con V•Jluta Mar H • abado l0:00 •20 :0o hrs / oomlnoos: 10:00•14:00 hr • / Lunes: ca,rado ntrada llbr11 / Estacionami ento g,.1tulto por Vall.arta Mayor- ■ lnformu 8329-4111 y en publh::ac l onu ;¡i uanl.m• PUBLICACIONES u "' �FONDO E CUL.: URA CONÓMICA LA CIRCUlACHlN D LA SI GRE LA REVOLUCIO ARIA IDEA DE WILLIAM HARVEY Thomas Wright A través de una interesante narración sobre a formación intelectual de William Harvey y su ascenso social, así como de una revisión a la historia de su investigación, en este libro conocerás la teoría que desarrolló acerca del movimiento de la sangre y el funcionamiento del corazón, imprescindible para comprender el desarrollo de la ciencia occidental. Thomas Wright nos describe los incontables experimentos con cadáveres humanos y animales vivos, as' como el desarrollo de as principale líne.as de la revolucionaria "dea de este hombre que la concibió. 30 LA PARA 111111. Soe IENCIA TODOS IPll'llldDSJIII SIS INDSE IJ ..... IICllllál . . 111111 www.fondodecutturaeconomia.com �-Vl,l(ln UANL 2020 UANL .&a-drn-w . . . . . -·~•t· Indexada en: ~ª~º~~ __ .&IIF__ CATAIOCO 'Ht \lff O'IPCA LAm:lW,FRK'A' � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia UANL Año de publicación El año cuando se publico 2016 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 19 Número Número de la revista 81 Mes de publicación Mes cuando se publicó Septiembre-Octubre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Bimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751701&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL, 2016, Año 19, No 81, Septiembre-Octubre 1 Creator An entity primarily responsible for making the resource Salinas Carmona, Mario César, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Divulgación científica Investigación científica Publicaciones periódicas Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Secretaría de Investigación, Innovación y Posgrado Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Estrada Loyo, José Eduardo, 1952-, Editor Responsable Gómez Vanegas, Luis Enrique, Secretario de Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/09/2016 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2019981 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Aeronáutica Basura espacial Cansat Industria aeroespacial Sonda espacial