La ingeniería de sistemas espaciales es una metodología multidisciplinaria utilizada globalmente para desarrollar sistemas complejos, a menudo costosos y con largos ciclos de vida. Este enfoque es crucial en el desarrollo de nanosatélites, como los Cubesats, debido a la complejidad inherente en estos proyectos.
¿Qué es la ingeniería de sistemas?
La ingeniería de sistemas se define como un enfoque metódico para el diseño, realización, gestión técnica, operación y eventual desmantelamiento de un sistema. Michael Griffin describe este campo como el arte y la ciencia de desarrollar sistemas operativos que cumplen con los objetivos establecidos.
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Interdisciplinariedad: La ingeniería de sistemas integra diversas especialidades para asegurar el éxito del proyecto.
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Gestión integral: Abarca desde la concepción inicial hasta el fin de la misión, coordinando aspectos técnicos y de gestión.
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Jerarquía de sistemas
Un sistema se compone de elementos interrelacionados que trabajan en sinergia para lograr un objetivo común. En el contexto de un Cubesat, esto incluye:
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Subsistemas: Componentes principales como el sistema de energía, control de actitud y comunicaciones.
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Componentes: Partes más pequeñas de cada subsistema, que deben ser diseñadas para su fácil adquisición, reutilización o modificación.
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Esta estructura jerárquica facilita la organización y el desarrollo del diseño del sistema, permitiendo a los ingenieros visualizar el Cubesat en su totalidad y asegurar que cada componente contribuya al objetivo general.
El motor de la ingeniería de sistemas de la NASA
La NASA utiliza un modelo de ingeniería de sistemas que consta de tres procesos principales:
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Diseño del sistema: Define las expectativas de las partes interesadas y las traduce en requisitos técnicos.
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Realización del producto: Implementa los componentes, integrándolos y validándolos para asegurar que cumplen con los requisitos.
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Gestión técnica: Proporciona la comunicación entre el equipo técnico y la administración del proyecto, gestionando requisitos, interfaces y riesgos.
Este modelo iterativo permite una mejora continua del diseño, asegurando que el producto final satisfaga las necesidades del cliente.
Fases del ciclo de vida de un proyecto espacial
La NASA divide el ciclo de vida de un proyecto espacial en siete fases:
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Pre-fase: Estudio del concepto.
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Fase A: Desarrollo del concepto y tecnología.
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Fase B: Diseño preliminar.
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Fase C: Diseño final y fabricación.
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Fase D: Montaje, integración y pruebas.
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Fase E: Operación y mantenimiento.
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Fase F: Cierre de la misión.
En cada fase, se deben cumplir hitos y generar documentación específica, lo que ayuda a mantener el proyecto encaminado y asegura que cada etapa sea suficientemente madura antes de avanzar.
Aplicación a una misión Cubesat
Para aplicar estos principios a una misión Cubesat, se deben seguir los siguientes pasos:
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Identificar a las partes interesadas: Involucrar a todos los actores relevantes, desde patrocinadores hasta usuarios finales.
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Definir los requisitos: Traducir las expectativas en requisitos técnicos específicos.
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Descomposición lógica: Desglosar el sistema en componentes más pequeños, asignando requisitos a cada uno.
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Implementación y pruebas: Construir, integrar y verificar cada componente para asegurar que cumple con los requisitos.
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Validación: Asegurar que el sistema cumple con las expectativas de las partes interesadas.
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Lecciones aprendidas
La implementación de la ingeniería de sistemas en proyectos Cubesat presenta desafíos únicos. Es crucial adaptar las metodologías estándar a la escala y recursos del proyecto. La experiencia de proyectos anteriores, como el AztechSat-1 desarrollado por alumnos y profesores de la UPAEP y supervisado por la Agencia Espacial Mexicana y la NASA, subraya la importancia de considerar todos los aspectos del proyecto, incluyendo la obtención de licencias y la gestión de proveedores.
Es esencial
La ingeniería de sistemas es fundamental para el éxito de las misiones Cubesat. Al adoptar un enfoque metódico y multidisciplinario, los ingenieros pueden gestionar la complejidad inherente en estos proyectos y asegurar que cada nanosatélite cumpla con su misión de manera efectiva. La clave está en la planificación, la atención al detalle y la adaptación continua a los desafíos que surgen durante el ciclo de vida del proyecto.
Sí quieres profundizar en la ingeniería de sistemas aplicada a una misión CubeSat, te recomiendo que veas siguiente video de Hacia el Espacio:
