Construcción y operación de estación terrena para el seguimiento de satélites

Abstract

Las comunicaciones satelitales forman parte de sistemas de telecomunicaciones que se usan cotidianamente en diferentes partes del mundo. A través de los satélites se prestan servicios como internet, televisión o llamadas telefónicas. También ofrecen servicios de observación y monitoreo de la Tierra y el espacio. Para hacer posible la comunicación con el satélite, es necesario contar con una estación terrena. Ésta se encarga de hacer la interacción con el satélite tanto para comunicación en sentido ascendente como descendente. Este proyecto de grado se centra en la construcción y operación de una estación terrena satelital en la azotea de Facultad de Ingenierı́a. El propósito de la misma es la recepción de señales de satélites de baja órbita (también conocidos como satélites LEO por su sigla en inglés: Low Earth Orbit) que operen en las bandas de frecuencia VHF (de 30 MHz a 300 MHz) y UHF (de 300 MHz a 3 GHz). La primera etapa del proyecto se basa en la construcción de una estación siguiendo los lineamientos de SatNOGS: un proyecto abierto que busca crear una red global de estaciones terrenas satelitales de bajo costo (https://satnogs.org). Para la comunicación con el satélite se construyeron dos antenas. La primera de ellas es un modelo Cuadrifilar Helicoidal, de patrón omnidireccional y la segunda es una antena directiva del tipo Yagi. Además se implementó un rotor con piezas hechas en impresoras 3D y controlado por una placa Arduino. Éste se encarga de hacer el seguimiento de la trayectoria del satélite en el cielo. La recepción se lleva a cabo con un dispositivo SDR (del inglés : Software Defined Radio) conectado a una placa Raspberry que se encarga de la demodulación y decodificación de las señales. Los resultados de la observación son compartidos con el resto de la red de estaciones a través de Internet. La segunda etapa consta de la restauración de la antigua estación que estuvo montada en la Facultad principalmente dedicada al seguimiento de ANTELSat y cuyos instrumentos dejaron de ser mantenidos. Se restauraron dos antenas Cross Yagi : una para VHF y otra para UHF, el rotor comercial Yaesu G-5400B y un pre amplificadores de bajo ruido modelo SP-7000. Esos equipos fueron integrados a un segundo nodo SatNOGS, dotándolo de gran capacidad de seguimiento por tratarse de instrumentos de porte comercial. En una tercer etapa, a través de la experiencia adquirida y el conocimiento delfuncionamiento de la plataforma, se integra la demodulación y decodificación de imágenes de satélites meteorológicos Meteor. Esto se consigue ajustando el código provisto por SatNOGS, integrando rutinas para decodificar y subir a dicha red las imágenes adquiridas.