Desarrollar un nanosatélite universitario es un desafío emocionante y estimulante para cualquier equipo de estudiantes de ingeniería. Pero, ¿qué sucede cuando el equipo de proyecto no sigue una metodología de ingeniería de sistemas espaciales? Desafortunadamente, esto puede conducir a un proyecto desconectado y sin ninguna probabilidad de éxito. En este artículo, basado en mi experiencia de supervisar el desarrollo de nanosatélites universitarios, compartiré una serie de recomendaciones para desarrollar un nanosatélite universitario exitoso. Comenzaremos hablando de la importancia de definir los objetivos de la misión y los requisitos del sistema antes de pasar al diseño de subsistemas. También discutiremos la importancia de contar con un diagrama de CONOPS y de involucrar a todas las partes interesadas en el proceso de diseño. Si tu equipo está a punto de embarcarse en el emocionante viaje de desarrollar un nanosatélite universitario, asegúrate de seguir estas recomendaciones para asegurarte de tener un proyecto coherente y viable desde el principio. Comencemos:

Conoce todo el proceso

Antes de empezar cualquier proyecto espacial, es fundamental conocer el ciclo de vida completo de una misión espacial, de acuerdo al Manual de Ingeniería de Sistemas de la NASA. Conocer el ciclo de vida completo de un proyecto espacial es fundamental para entender la magnitud del trabajo y esfuerzo que se requiere para llevar a cabo una misión exitosa. El ciclo de vida de un proyecto espacial se divide en diferentes etapas que se detallan a continuación:

1. Definición del concepto y planificación: En esta etapa se definen las necesidades y objetivos del proyecto, se establecen las restricciones, se identifican los riesgos iniciales, y se realiza un plan preliminar para llevar a cabo la misión.

2. Diseño y desarrollo: En esta etapa se definen los requisitos detallados del sistema y se diseña el proyecto para cumplir con ellos. Se realizan pruebas y verificaciones de los sistemas, componentes y subsistemas.

3. Implementación y verificación: En esta etapa se construye y se verifica el hardware y software del sistema completo, se realizan pruebas de integración y se verifica la capacidad del sistema para cumplir con los objetivos de la misión.

4. Operación y mantenimiento: En esta etapa se realiza el lanzamiento y la puesta en órbita del sistema, se operan los sistemas y se realiza el mantenimiento para asegurar su correcto funcionamiento durante toda la misión.

5. Retiro: En esta etapa se realizan los procedimientos necesarios para retirar el sistema de su órbita y asegurar su desintegración en la atmósfera terrestre.

Es importante destacar que cada etapa requiere de diferentes habilidades y conocimientos específicos para llevar a cabo cada tarea y que la coordinación y comunicación entre todos los miembros del equipo es fundamental para asegurar el éxito del proyecto.

También es importante contar desde el principio con un plan maestro, aunque sea preliminar, de todo el proyecto, desde su concepción hasta su retiro. Sí no tienes claridad de todo el proceso, va a ser muy difícil que tengas éxito.

Todo comienza por resolver una necesidad

El proyecto tiene que comenzar con la definición de las Necesidades, Objetivos y Metas (NGOs). Las Necesidades se refieren a la razón de ser de proyecto y contestan a la pregunta ¿Qué problema quiero resolver?. Un ejemplo de esto puede ser: Obtener imágenes de alta resolución de la Tierra para monitorear el cambio climático. Las Metas se refieren a cómo vamos a resolver la necesidad,como por ejemplo: Diseñar, construir y lanzar un nanosatélite capaz de tomar imágenes de alta resolución de la Tierra.Los Objetivos, por otro lado nos indican con precisión qué debemos hacer para solventar la necesidad. por lo que son cuantitativos y medibles, como por ejemplo:  Obtener imágenes de alta resolución de la Tierra con una resolución mínima de 2 metros por píxel.

Estas son la base del proyecto, y sin una definición clara y precisa de las NGOs, el proyecto puede desviarse de sus objetivos originales y no lograr los resultados deseados. Es por eso que es crucial dedicar tiempo y esfuerzo para definir las NGOs antes de comenzar cualquier otra actividad en el proyecto.

Identifica a los involucrados

Otro aspecto importante a tener en cuenta desde el principio, es identificar a todos los involucrados en el proyecto, es decir todas las personas o grupos que tienen algún tipo de interés en el proyecto, ya sea directo o indirecto. Por lo tanto, es importante tener en cuenta sus necesidades y expectativas para garantizar que el proyecto cumpla con sus expectativas. Identificar y mantener una buena comunicación con los stakeholders a lo largo del ciclo de vida del proyecto también ayuda a asegurar su apoyo y compromiso durante todo el proyecto. Para esto es importante clasificar a los involucrados de acuerdo a su influencia sobre el proyecto y priorizarlos.

Enuncia claramente la misión

El enunciado de la misión es un componente clave en la definición de las NGOs del proyecto. El enunciado de la misión debe ser claro y conciso, y describir claramente los objetivos y metas del proyecto. Un enunciado de la misión bien definido ayudará a garantizar que todos los involucrados en el proyecto tengan una comprensión clara y compartida de los objetivos del proyecto y cómo se lograrán. 

Describe la misión en un CONOPS

Es importante que el enunciado de la misión se plasme en un diagrama conocido como Concepto de Operaciones, o CONOPS, para que sirva como un mecanismo de comunicación de la misión con todos los involucrados. 

Un concepto de operaciones (CONOPS) visual y claro es esencial para comunicar eficazmente la misión a todos los involucrados. La ilustración gráfica debe mostrar cómo se llevarán a cabo las actividades, desde el lanzamiento hasta la finalización de la misión, y debe incluir detalles como la ubicación del satélite en órbita, las tareas específicas que realizará y cómo se comunicará con la Tierra.

Es importante tener en cuenta que la ilustración gráfica del CONOPS no es una tarea aislada, sino que se integra con otras actividades del proyecto, como la definición de los requisitos, el diseño del sistema y la planificación de la misión. Además, la ilustración gráfica del CONOPS debe ser revisada y actualizada regularmente a medida que se desarrolla el proyecto y se obtienen nuevos datos e información.

Divide el proyecto en partes manejables

Definir una estructura de desglose del trabajo (WBS, por sus siglas en inglés) es fundamental en cualquier proyecto espacial, ya que permite identificar y organizar todas las actividades necesarias para llevarlo a cabo de manera ordenada y eficiente. En el caso de un proyecto de nanosatélite, esto es especialmente importante debido a la complejidad técnica y las múltiples disciplinas involucradas.

La WBS debe contemplar desde la conceptualización del proyecto hasta la fase de operación del satélite en órbita, pasando por la fase de diseño, construcción y pruebas. Cada una de estas fases se divide en tareas específicas que se deben completar antes de pasar a la siguiente etapa. Además, cada tarea debe contar con una descripción detallada, objetivos específicos, cronograma y recursos necesarios para llevarla a cabo.

Incluye a un Administrador del Proyecto y a un Ingeniero de Sistemas

Es importante que la WBS cuente con las siguientes tareas: La Administración del Proyecto, e Ingeniería de Sistemas. Estas tareas son fundamentales para facilitar el buen desarrollo del proyecto. Sin estas tareas, el proyecto estará desarticulado y tendrá muy pocas posibilidades de éxito.

El administrador del proyecto será responsable de la planificación y control del proyecto, incluyendo la definición de los objetivos, la gestión del presupuesto, el cronograma y los recursos necesarios. 

El ingeniero de sistemas será el encargado de garantizar que todas las partes del sistema trabajen de manera conjunta y coherente, verificando que los requisitos técnicos se cumplan y supervisando el diseño y la construcción del satélite.

Para efectos ilustrativos, se muestra el WBS del Proyecto Constelación AztechSat:

Fig. 1 WBS del proyecto Constelación AztechSat

Define los requisitos de la misión

La definición de requisitos de la misión es fundamental para garantizar que el diseño del proyecto cumpla con las necesidades, objetivos y metas establecidos en la fase inicial del proyecto. Además, los requisitos permiten establecer los criterios de aceptación del proyecto y proporcionan una base para las pruebas y verificaciones que se llevarán a cabo durante el desarrollo del proyecto.

Solamente hasta que se hayan definido los requisitos de todos los subsistemas se puede empezar a diseñar el nanosatélite. Es importante tener en cuenta que el diseño debe ser modular y que se apegue a la estructura de desglose de trabajo definida con anterioridad para realizar todas las actividades necesarias para completar el proyecto. Además, es fundamental que el diseño sea verificado y validado para asegurar que cumpla con los requisitos establecidos.

Después de la fase de diseño, se lleva a cabo la fase de implementación, donde se construyen, integran y prueban los componentes del proyecto. Durante esta fase, es importante llevar a cabo pruebas y verificaciones para garantizar que el sistema funciona como se esperaba y cumple con los requisitos establecidos.

Finalmente, se lleva a cabo la fase de operación y mantenimiento, donde se opera el sistema y se realizan tareas de mantenimiento y actualización. Es importante tener en cuenta que esta fase también debe incluir la planificación del retiro del sistema, para asegurar que el proyecto se retire de manera segura y responsable al final de su vida útil.

Sí ya empezaste, no te desanimes

Desarrollar un nanosatélite CubeSat es un reto emocionante y exigente, y es importante seguir una metodología de ingeniería de sistemas para garantizar el éxito del proyecto. Sí ya empezaste este proceso y has descubierto que tu proyecto está desarticulado porque no siguió la metodología adecuada, aún hay tiempo para corregir el rumbo. Aquí hay algunas recomendaciones para ayudar al equipo a avanzar:

1. Vuelvan a analizar el alcance del proyecto: Revisen el alcance del proyecto y asegúrense de que esté bien definido y realista. Si es necesario, hagan ajustes para que sea más manejable. Esto ayudará a asegurar que el proyecto no esté demasiado grande o fuera de control.

2. Revisen los requisitos: Revisen los requisitos del proyecto y verifiquen que sean consistentes con el alcance definido. Asegúrense de que los requisitos sean medibles y verificables. También revisen los requisitos de los subsistemas y asegúrense de que estén correctamente definidos y sean alcanzables.

3. Revisen la planificación: Verifiquen que la planificación del proyecto esté completa y actualizada. La planificación debe incluir un cronograma detallado con hitos específicos para cada etapa del proyecto. Esto ayudará a mantener al equipo en el buen camino y garantizará que el proyecto se entregue a tiempo.

4. Revisen el diseño: Verifiquen que el diseño del nanosatélite esté completo y se ajuste a los requisitos del proyecto. Si es necesario, realicen cambios para que el diseño sea más efectivo y seguro.

5. Trabajen en equipo: Trabajen juntos como equipo para abordar los problemas que surjan y mantenerse en el mismo rumbo. Hagan reuniones regulares para revisar el estado del proyecto, resolver problemas y compartir información. Establezcan un canal de comunicación eficiente para asegurar que todos los miembros del equipo estén informados y actualizados.

6. Prueben y validen el diseño: Realicen pruebas y validaciones para asegurarse de que el diseño funcione correctamente y cumpla con los requisitos del proyecto. Realicen pruebas en tierra y en el espacio para asegurarse de que el nanosatélite esté listo para su lanzamiento.

7. Aprendan de la experiencia: Al final del proyecto, realicen una revisión post-mortem para evaluar lo que funcionó bien y lo que no. Utilicen esta experiencia para mejorar en futuros proyectos y asegurarse de que sigan la metodología adecuada de ingeniería de sistemas.

Siguiendo estas recomendaciones, el equipo puede abordar los problemas que han surgido en su proyecto y avanzar hacia el éxito en el desarrollo de su nanosatélite CubeSat. 

¡Mucho éxito!