Developing and testing an ultra-low-cost star tracker for attitude determinations of nanosatellites

Abstract

Esta Tesis de Doctorado se enfoca en el desarrollo y prueba de un rastreador de estrellas para nanosatélites de costo ultra bajo. Fue diseñado para ser usado en las misiones satelitales del Laboratorio de Exploración Espacial y Planetaria (SPEL). Los sensores absolutos de orientación entregan capacidades de apuntamiento de alta precisión, pero constituyen un costo significativo de la misión CubeSat. Para resolver este problema desarrollé SOST (SPEL - Open Star Tracker), el cual usa componentes comerciales salidos del estante (COTS). Su uso en misiones espaciales es un área de investigación en crecimiento. Se desarrolló un algoritmo que resuelve el problema Perdido-En-Espacio (LIS). El algoritmo y el hardware se probaron exhaustivamente. SOST provee una precisión en el eje de puntería mejor a un minuto de arco el 97.3% del tiempo, demorando cerca de 12 segundos, si se utiliza una separación de catálogo de 10 grados. La plataforma es gratuita y está disponible para investigadores del área CubeSat. Se integró SOST en los nanosatélites SUCHAI en términos de software y hardware. Se propone una serie de experimentos para evaluar su rendimiento en el espacio. Finalmente, se estudia el comportamiento del algoritmo LIS bajo efectos de radiación que podrían aparecer en vuelo.