Memoria UNAM 1994

PROGRAMA UNIVERSITARIO DE
INVESTIGACION Y DESARROLLO ESPACIAL

INTRODUCCION

Los proyectos de investigación en los cuales el Programa Universitario de Investigación y Desarrollo Espacial (PUIDE) está involucrado se describirán en orden de importancia, según la prioridad que la dirección les otorga.

Algunos de ellos pueden, en términos abstractos, tener una jerarquía mayor que la que se concede, pero al ser proyectos de responsabilidad compartida con otras instituciones de investigación, se encuentran en un rango inferior en la escala de prioridades del Programa.

PROYECTOS DE INVESTIGACION

PROYECTO UNAMSAT-1

Se refiere al Sátelite para el estudio estadístico de las trayectorias de impacto de los meteoritos en la atmósfera terrestre. Para una descripción de la filosofía general de diseño del UNAMSAT-1, se remite al informe de actividades presentado en 1991 por el entonces director del PUIDE Dr. Alfonso Serrano.

Este proyecto está a cargo del Ing. David Liberman (PUIDE), jefe del proyecto, y de un grupo de pasantes de la carrera de ingeniería (computación, electrónica y mecánica). Se lleva a cabo en las instalaciones del Centro de Instrumentos, que coopera activamente con infraestructura. También se ha recibido el apoyo del Instituto de Fisíca en la realización de algunas partes mecánicas fundamentales.

Estado de avance del proyecto

El UNAMSAT-1 está totalmente terminado y listo para ser puesto en órbita. Su gemelo, el UNAMSAT-2, que se construyó paralelamente al UNAMSAT-1, está también muy avanzado. Los detalles del lanzamiento y la fecha probable se mencionan más adelante en este mismo informe, en el apartado correspondiente. Los aspectos más sobresalientes del diseño y construcción del UNAMSAT-1 se pueden resumir como sigue:

Mecánica

La estructura mecánica del acoplamiento del Sátelite al cohete se definió con la contraparte rusa del proyecto, responsable del lanzamiento. Esta parte mecánica está totalmente construida. El mecanismo de separación, de tecnología rusa, también está definido y fue incluido en el acuerdo que establece las condiciones del lanzamiento. Se probaron los resortes de separación, para calibrarlos, y se efectuó ya una prueba de sepración del Satélite de la estructura del cohete, la cual se realizó en condiciones de ingravidez en un avión en vuelo balístico, con un modelo mecánico del Satélite, en el Instituto Sternberg.

Electr¢nica y radiofrecuencia

Se tuvieron que resolver los problemas de acoplamiento entre los diferentes componentes del Satélite. En particular, la comunicación entre la computadora y el módulo de telemetría tuvo problemas de ruidos internos. Se desarrolló el software de control del Satélite, se transmitió por telemetría a la computadora y se verificaron los valores de la telemetría de temperaturas, corrientes y voltaje, que permiten monitorear el correcto funcionamiento del Satélite. Debido a algunos problemas ténicos en el programa espacial ruso se siguió trabajando para mejorar la sensibilidad del receptor de ECOS de los meteoritos, alcanzándose una sensiblidad de 110 dbm. Se aprovechó también para afinar el acoplamiento del receptor con la antena y el sofware de recepción.

Lanzamiento

Los términos para la realización del lanzamiento del UNAMSAT-1 están totalmente definidos. El acuerdo final se alcanzó sobre la base de un convenio de cooperación académica entre el PUIDE, el Instituto Sternberg de la Universidad estatal de Moscú y la empresa espacial Progress. Esta colaboración tiene la ventaja, respecto a un acuerdo comercial, de que el costo es muy reducido y de que se obtiene la colaboración del Grupo de Tecnología Espacial del Instituto Sternberg en el diseño del acoplamiento entre el Satélite y el cohete ruso. La desventaja es que, al ser el UNAMSAT-1 carga secundaria en el lanzamiento de un satélite de comunicaciones ruso, el lanzamiento está sujeto a los tiempos propios del programa espacial ruso, lo cual ya ha producido tres aplazamientos: el primero, a diciembre de 1993, el segundo, a junio de 1994, y el tercero (y esperemos que último) a marzo de 1995. Los responsables del programa espacial ruso han dado ya garantía escrita de que no se presentarán aplazamientos alternos.

DISEÑO DE COHETES SONDA PARA ESTUDIOS ATMOSFERICOS

La meta de este proyecto es diseñar y construir un cohete de un estadio capaz de llevar a bordo experimentos científicos y de alcanzar una altura de 100 km, en los próximos dos años. En el proyecto participa básicamente personal del PUIDE, y se realiza en el Centro de Instrumentos con el soporte de su infraestructura.

Se lanzó un primer cohete de combustible sólido (Perclorato de potasio-resina orgánica), sin sistema de telemetría, para probar los detalles del lanzamiento. El mismo motor se midió en el banco de pruebas instalado en CU, obteniéndose un tiempo de combustión de 1.5 seg, un empuje máximo de 680 kg y un impulso específico de 180 seg. Estas características nos permiten ya diseñar un cohete que alcance 80 km de altura con un sólo estadio.

De igual manera se está experimentando con otras formulaciones de combustibles (Perclorato de amonio-polibutadieno), tratando de obtener un impulso específico de 250 seg. Se ha avanzado mucho en el diseño y la obtención de componentes para la prueba en el banco del primer motor de combustible híbrido (Oxigeno líquido -polibutadieno). En particular, durante 1994 se realizaron las primeras pruebas para determinar la velocidad de combustión de mezclas de perclorato de amonio y polibutadieno en cámara presurizada a 200, 300 y 500 PSI.

PROYECTO DE DETECTORES BIDIMENSIONALES TIPO MEPSICRON

Este proyecto nació en el Instituto de Astronomía y se lleva a cabo actualmente, en sus instalaciones, así como en las del Centro de Instrumentos. El PUIDE tiene un obvio interés en él, por las posibles aplicaciones espaciales de los detectores. Se terminaron las pruebas del diseño de detector adaptado a la tecnología existente en México.

Se experimentaron varias alternativas al Sello Exitoso Cuarzoamental, que se realizó con Indio en 1992 (esto porque la baja temperatura de fusión del Indio genera importantes desventajas en el proceso de evaporación de los fotocátodos). Se obtuvieron algunos sellos relativamente buenos con pintura de oro, la cual se obtiene comercialmente. Sin embargo, sus características no son aceptables todavía, por lo que se está experimentando con películas de oro por "sputtering" y películas comerciales de Molibdeno-Manganeso. Las películas de Mo Mn recubiertas con Níquel por proceso electrolítico superaron todas las pruebas de sellado de vacío estático con detector de fuga de Helio. Actualmente se están probando en el prototipo del detector con fotocátodo. Este es el último problema que falta resolver para tener un detector producible en México.

GRAN TELESCOPIO MILIMETRICO

Es un proyecto de carácter binacional que se realiza en colaboración con la Universidad de Massachusetts y El Five College Radio Astronomy Observatory, ambos de los Estados Unidos de Norteamérica, y que además involucra a varias insituciones académicas nacionales (INAOE, CICESE, UNAM). Su meta es la instalación, en México, de una gran antena de 60 m de diámetro que opere en longitudes de ondas milimétricas.

Se continuó con la búsqueda del sitio astronómico adecuado para la instalación del radiotelescopio. Hasta fines de 1993 se habían instalado, con este propósito, cinco termohigrógrafos, en los sitios de mejores características clímaticas, y un radiómetro de 200 Ghz en el Nevado de Toluca. A la fecha contamos con cinco radiómetros, uno de los cuales -de 20 Ghz- fue diseñado y construido por nosotros. Afortunadamente, se resolvió el problema del control de los paneles solares para alimentación del radiómetro. Por el momento, hay radiómetros instalados en Real de Catorce, Pinos y Concepción del Oro (todos ellos en el estado de Zacatecas) y termohigrógrafos en Sierra Fría, Tehotepec y Tehuacán.

RADIOTELESCOPIO PARA ESTUDIO DEL MEDIO INTERPLANETARIO

Este es un proyecto de colaboración entre al Instituto de Geofísica de la UNAM, la FES Cuautitlán y el PUIDE, y se realiza con la asesoría del personal del Florida Institute of Technology en los aspectos de radiofrecuencia.

Hacia fines de 1993 se habían autorizado los primeros 48 dipolos de la antena a 138.5 Mhz, se habían diseñado y probado los preamplificadores de señal, se había diseñado el receptor (Centellómetro) y se estaba consiguiendo asesoría para el diseño de la Matríz de Butler, la cual permite el cambio de la dirección del lóbulo principal de la antena para captar diferentes objetos celestes. Hoy día, el radiotelescopio prototipo está prácticamente terminado, y se espera que esté completamente armado para julio de 1995.

USO DE LA TECNOLOGIA ESPACIAL PARA MEDICINA

Se ha proseguido el análisis de la factibilidad y la conveniencia económica del uso de la comunicación por satélite, para equipar unidades móviles de diagnóstico que puedan utilizarse en zonas remotas del territorio nacional. Como parte del proyecto, se han establecido nexos con el Instituto de Cardiología y con la Clínica Mayo (E.U.), de Medicina Aeroespacial. Además, el Dr. Ramiro Iglesias, encargado del Proyecto, publicó el libro de medicina espacial "La Ruta hacia el Hombre Cósmico", editado por el IPN y apoyado por el PUIDE.

DETECTORES DE MICROONDAS

En 1994 se estableció el Laboratorio de Estudio de Películas Delgadas para uso como detectores de radiofrecuencias y microondas, en colaboración con el Centro de Instrumentos y la Facultad de Ingeniería, ambos de la UNAM, y con el Politécnico de Kiev (Rusia). Por lo pronto, se han definido las metas y objetivos del proyecto y se ha iniciado la adquisición de la instrumentación requerida para llevarlo adelante. El proyecto está a cargo del profesor Ucraniano Valery Vuntesmeri y el laboratorio se ha dispuesto en el Centro de Instrumentos de la UNAM.

FORMACION DE RECURSOS HUMANOS

Alrededor del proyecto UNAMSAT-1 se ha formado un grupo de ocho estudiantes a nivel licenciatura en el área de electrónica y cómputo de la carrera de ingeniría. Un estudiante de la Universidad Anáhuac realizó su tesis de licenciatura en Ingeniería Mecánica en colaboración con el Grupo de Coheteria del PUIDE. Durante 1994, se graduaron tres estudiantes con tesis relacionadas con el satélite y dos más con tesis relacionadas con los radiómetros.

En lo que se refiere a docencia, también durante 1994, miembros del PUIDE impartieron en la carrera de Física de la Facultad de Ciencias de la UNAM, dos cursos diferentes sobre el Sistema Solar.

Desafortunadamente, no existe en México la capacidad para estructurar un programa de posgrado en ciencias espaciales, en este momento. Por esta razón, el PUIDE esta buscando la cooperación de diferentes universidades en el extranjero para estructurar su programa de formación de recursos humanos. En condiciones ideales, es deseo del PUIDE enviar grupos multidisciplinarios de estudiantes para que, además de obtener el grado de disciplinas relacionadas con la actividad espacial, éstos puedan colaborar, como Grupo, en algún proyecto espacial de la Universidad receptora. Se espera que esto permita una información más integral de los estudiantes para la actividad espacial.

PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO

EL PUIDE es la dependencia universitaria que tiene la responsabilidad de promover el desarrollo de las Ciencias del Espacio en el país. La tecnología espacial, en particular, merece un énfasis muy especial por sus numerosas aplicaciones en el mundo actual, tanto en la realización de experimentos científicos como en tareas aplicadas, como telecomunicaciones y percepción remota. Siendo, como es, un programa universitario, es responsabilidad del PUIDE lograr este desarrollo coordinando y promoviendo actividades tanto de otras instituciones de la UNAM como externas a ella.

Nuestro programa está haciendo un esfuerzo en este sentido. En particular, ha asumido el liderazgo en algunos proyectos -por lo común en colaboración con otras instituciones- no obstante que la actividad espacial es un área muy joven en México.

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