Subsistema de apuntamiento automatizado para enlace láser inalámbrico

Abstract

Los satélites de tamaño reducido también llamados micro o nano satélites, están siendo utilizados por la comunidad científica para misiones de vigilancia y observación de la Tierra a órbitas bajas (Low Earth Orbit). En estos casos y sobre todo en transmisiones hacia la estación terrestre, las comunicaciones ópticas se convierten en la mejor opción puesto que pueden hacer disminuir el tamaño del transmisor en gran medida. Sin embargo, un enlace óptico requiere un mecanismo de apuntamiento del transmisor muy preciso, y por ende, más voluminoso y caro. Por ello, se utiliza una baliza en la estación receptora (Optical Ground Station) que sirva de referencia al satélite y de esta forma, puedan relajarse los requisitos de apuntamiento del mismo. Este TFC tiene como objetivo la implementación de un control en lazo cerrado para un sistema que simula el control de apuntamiento para un transmisor láser montado en un satélite LEO. El sistema diseñado en el laboratorio está formado por dos motores paso a paso con capacidad cada uno para rotar 360º y sobre los cuales va montado un espejo reflector cuyo propósito es el de mantener fijo el haz de luz procedente de una baliza en un punto determinado del objetivo de una cámara. Se ha diseñado e implementado una aplicación que controla el lazo de realimentación del sistema con el entorno de programación gráfica Labview. Esta aplicación está pensada para funcionar con una intervención mínima por parte del usuario de acuerdo con la premisa de que se ejecute en el hardware montado en el satélite. En esta dirección también se ha tenido en cuenta el coste computacional de la aplicación de cara a que sea válida para ejecutarse en un microprocesador con recursos limitados o una FPGA. Durante la realización del proyecto se ha analizado el comportamiento del sistema cambiando algunas de las condiciones del apuntamiento como la distancia de la baliza al espejo, el tamaño de la baliza o la luz ambiental.