Diseño e implementación de un sistema de telemetría espacial de bajo coste

Abstract

La adquisición de telemetrías espaciales bajo demanda ha estado típicamente reservada a organismos gubernamentales y a grandes empresas por los costes que conlleva, quedando fuera del alcance de grupos de estudio o investigación que no cuenten con financiación externa. Este proyecto se desarrolla con el objetivo de reducir estas barreras implementando un sistema de adquisición de medidas de distintas magnitudes que mantenga el coste de los datos dentro de cotas aceptables para los grupos mencionados. A lo largo de los dos primeros capítulos se analiza la situación del mercado de datos espaciales y sus limitaciones y de dicho análisis se deduce la necesidad de recurrir al uso de satélites compartidos y a menudo, diseñados a medida. De todas las alternativas estudiadas, el uso de la flota ArduSat, consistente en CubeSats programables es la más interesante, ya que permite diseñar experimentos personalizados contando con un gran número de sensores y el coste de adquisición depende únicamente del tiempo de ejecución del experimento. Y a que el objetivo del proyecto consiste en facilitar el acceso de cualquier individuo a la información espacial, gran parte de los capítulos siguientes se destina al desarrollo de una interfaz de alto nivel que abstraiga los detalles técnicos de la adquisición y que mantenga el grado de flexibilidad necesario para maximizar el número de usuarios potenciales. Para facilitar la interpretación de los datos, el sistema incluye un módulo de visualización que representa gráficamente los resultados obtenidos. La parte final del documento muestra los resultados observados en las pruebas de rendimiento y las conclusiones alcanzadas al final del desarrollo.

On demand spatial data services have been typically reserved for government and large companies due to the high costs of satellite technology, which is out of the reach for research groups not supported by external funds. The main scope of this master thesis is to reduce those high costs with the implementation of a low-cost acquisition system that allows researchers to acquire spatial data with an affordable investment. The report begins with a brief analysis of the current status of the spatial data market and its limitations, which shows the need to resort to shared satellites, frequently designed to accomplish the objectives of multiple research groups. The use of ArduSat, a small fleet of programmable CubeSats, as spatial data source is the best of the available options. Using ArduSat researchers are able to design custom experiments and pay just for the time needed to run them. As the aim of the master thesis is to facilitate to everyone access to spatial data, the central chapters of the report are focused on the development of a high level interface that eases the process of experiments design while keeping enough flexibility to maximize the number of potential users. This interface also helps the users to understand the results of their experiments with a visualization module. Finally, the last chapter of this document shows the results obtained from a set of performance tests and the conclusions reached during the development of the project.