Search

During last years, space missions have evolved from monolithic spacecrafts architectures, to distributed ones, which are known as Distribute Satellite Systems (DSS). This spacecraft architecture has changed the space paradigm, as it has appeared the need of establishing communications between satellites to achieve the mission objectives. Despite this the need of simulating and emulating the communications between satellites, none of the available tools have complete inter-satellite communications capabilities. This final degree thesis presents contributions to the already existing simulator developed by NanoSat Lab. The contributions consist in the implementation of the Electric Power Supply (EPS) subsystem. Moreover, this thesis also contributes to the development of a Satellite Contact Emulator, developed by i2Cat, focusing on the development of the central PC that orchestrates the emulation., Recentment, les missions espacials han evolucionat d'una arquitectura basada en un sol satèl·lit, a una arquitectura distribuïda. Aquest tipus d'arquitectura és coneguda com a Distribute Satellite Systems" (DSS). L'aparició d'aquesta nova estructura ha provocat un canvi en el paradigma de l'espai, ja que ha sorgit la necessitat d'establir comunicació entre els satèl·lits per assolir els objectiu marcats de les missions. Tot i haver la necessitat d'emular i simular les comunicacions enter satèl·lits, cap de les eines actuals té suficients funcionalitats implementades per assolir aquesta emulació i simulació. Aquest treball de fi de grau presenta les contribucions fetes a un simulador ja existent, el qual ha estat desenvolupat pel NanoSat Lab de la UPC. La contribució feta consisteix en la implementació d'un subsistema que modeli una EPS. A més a més, aquest treball de fi de grau també contribueix en el desenvolupament d'un Satellite Contact Emulator, el qual ha estat desenvolupat per i2Cat. En aquesta contribució es farà menció especial en l'ordinador central que executa l'emulació., Recientemente, las misiones espaciales han evolucionado de una arquitectura basada en un solo satélite, a una arquitectura distribuida. Este tipo de arquitectura es conocida como Distribute Satellite Systems" (DSS). La aparición de esta nueva estructura ha provocado un cambio en el paradigma espacial, ya que ha surgido la necesidad de establecer comunicación entre los satélites para conseguir los objetivos de las misiones. Aunque exista la necesidad de emular y simular las comunicaciones entre satélites, ninguna de las actuales herramientas tiene las funcionalidades suficientes para conseguir dicha emulación y simulación. Este trabajo de fin de grado presenta las contribuciones hechas a un simulador ya existente, el cual ha sido desarrollado por el NanoSat Lab de la UPC. La contribución hecha consiste en la implementación de un subsistema que modela una EPS. Además, este trabajo de fin de grado también contribuye al desarrollo de un Satellite Contact Emulator, el cual ha sido desarrollado por i2Cat. Esta contribución pone un énfasis especial en el ordenador central que ejecuta la emulación.

We have recently been able to witness how large companies have set themselves the goal of launching fleets of hundreds or even thousands of satellites to offer different services. This new generation of satellites is marking a clear trend to reduce their size and cost. However, this also leads to increasingly demanding challenges and constraints that require innovative solutions in the design of small-size, high-capacity communications systems. The present work offers the complete process from the design, to the implementation and test of a communications system for PocketQube picosatellites. The proposed solution benefits from LoRa technology, and includes both the hardware part of the communications subsystem and software for its configuration and operation according to the defined protocol. Finally, this project has been designed and integrated, and its compatibility and cooperation with the rest of the subsystems has been tested, for the PoCAT picosatellites developed at the UPC NanoSat Lab., Recientemente hemos podido presenciar como grandes compañías se han marcado el objetivo de lanzar flotas de cientos o incluso miles de satélites para ofrecer diferentes servicios. Esta nueva generación de satelites está marcando una clara tendencia a reducir el tamaño y coste de éstos. Sin embargo, esto también conlleva retos y restricciones cada vez más exigentes que necesitan soluciones inovadoras en el diseño de sistemas de comunicaciones de tamaño reducido y alta capacidad. El presente trabajo ofrece el proceso completo desde el diseño, pasando por la implemetación y test, de un sistema de comunicaciones para picosatelites PocketQube. La solución propuesta se beneficia de la tecnología LoRa, y comprende tanto la parte de hardware del subsistema de comunicaciones, como el software para su configuración y funcionamiento según el protocolo definido. Finalmente, este proyecto ha sido diseñado e integrado, y se ha probado su compatibilidad y cooperación con el resto de subsistemas, para los picosatellites PoCAT desarrollados por el UPC NanoSat Lab., Recentment, hem pogut presenciar com grans companyies s'han marcat l'objectiu de llançar flotes de centenars o fins i tot milers de satèl·lits per oferir diferents serveis. Aquesta nova generació de satèl·lits està marcant una clara tendència a reduir-ne la mida i el cost. No obstant, això també comporta reptes i restriccions cada vegada més exigents que necessiten solucions innovadores en el disseny de sistemes de comunicacions de mida reduïda i alta capacitat. Aquest treball ofereix el procés complet des del disseny, passant per la implementació i test, d'un sistema de comunicacions per a picosatèl·lits PocketQube. La solució proposada es beneficia de la tecnologia LoRa, i comprèn tant la part de hardware del subsistema de comunicacions, com el software per a la seva configuració i funcionament segons el protocol definit. Finalment, aquest projecte ha estat dissenyat i integrat, i s’ha provat la seva compatibilitat i cooperació amb la resta de subsistemes, pels picosatèl·lits PoCAT desenvolupats per l'UPC NanoSat Lab.

3Cat-NXT is a 12 unit CubeSat project developed in the Nanosatlab department of the Universitat Politècnica de Catalunya which main mission is to measure the Earth?s surface soil moisture every three days for at least 3 years. The CubeSat is formed by different subsystems that are being developed to be ready if a launch opportunity comes. This work focuses on the communications subsystem. This thesis is the continuation of the design of the X-band communications subsystem started in the PAE subject of Spring 2020 semester. The work includes the design description, test and characterization of the different parts that form the subsystem that have been performed and modified from the initial design. This parts are the reception amplification stage, the transmission amplification stage, the frequency shifting stage, the digital stage and the power supply. The tests will validate the design performed and quantify the performance of each of the parts that form the communications subsystem., 3CAT-NXT es un proyecto de un CubeSat de 12 unidades desarrollado por el grupo Nanosatlab de la Universitat politècnica de Catalunya que tiene como misión principal medir la humedad superficial de la Tierra cada tres días y como mínimo durante 3 años. El CubeSat está formado por diferentes subsistemas que están siendo desarrollados para tenerlos listos para cuando haya una oportunidad de lanzamiento. Éste trabajo se centra en el subsistema de comunicaciones. Éste trabajo fin de grado es la continuación del diseño del subsistema de comunicaciones en banda X empezado en la asignatura PAE del semestre de primavera de 2020. El trabajo se centra en la descripción, testeo y caracterización de las diferentes partes que forman el subsistema que han sido implementadas y modificadas a partir del diseño inicial. Éstas partes son la etapa de amplificación en recepción, la etapa de amplificación en transmisión, la etapa de cambio de frecuencia, la etapa digital y el suministro de potencia. Los test servirán para validar el diseño desarrollado y cuantificar el rendimiento de cada parte que forma el subsistema de comunicaciones., 3CAT-NXT és un projecte d'un CubeSat de 12 unitats desenvolupat al grup Nanosatlab de la Universitat politècnica de Catalunya que té com a missió principal mesurar la humitat superficial de la Terra cada tres dies durant com a mínim 3 anys. El CubeSat està format per diferents subsistemes que estan sent desenvolupats per ternir-los llestos per quan hi hagi una oportunitat de llençament. Aquest treball es centra en el subsistema de comunicacions. Aquest treball final de grau és la continuació del disseny del subistema de comunicacions en banda X començat a l'assignatura PAE del quatrimestre de primavera de 2020. El treball se centra en la descripció, testeig i caracterització de les diferents parts que formen el subsistema que s'han implementat i modificat a partir del disseny inicial. Aquestes parts són l'etapa l'amplificació en recepció, l'etapa d'amplificació en transmissió, l'etapa de canvi de freqüència, l'etapa digital i el subministrament de potència. Els tests serviran per validar el disseny desenvolupat i quantificaran el rendiment de cada part que forma el susbistema de comunicacions.

System design of the communication subsystem of the Delfi-n3Xt nanosatellite. Delfi-n3Xt is the successor of the Delfi-C3 nanosatellite., Space Systems Engineering, Aerospace Engineering