Evitación autónoma de colisiones.

Un sistema de navegación y guiado que mantiene un CubeSat a salvo de basura espacial en órbita terrestre baja, encendiendo el receptor GNSS solo cuando hace falta, para ahorrar energía.

El problema

La órbita terrestre baja está cada vez más congestionada, y los satélites necesitan cada vez más evitar basura espacial por su cuenta. Eso requiere una buena estimación de la posición, pero mantener el receptor GNSS siempre encendido consume una parte importante del presupuesto energético de un CubeSat. En el marco del Student Aerospace Challenge trabajé en el guiado, la navegación y el control (GNC) de una misión de este tipo (paquete de trabajo 7).

Qué hice

Desarrollé un sistema de navegación integrado en el que un filtro de Kalman unscented (UKF) combina lecturas GNSS, tomadas solo cuando hace falta, con sensores auxiliares, mientras un supervisor decide cuándo encender el receptor. Sobre esa base, construí un controlador predictivo basado en modelo (MPC) que planifica maniobras de evitación en un horizonte móvil y amplía la zona de exclusión alrededor de la basura a medida que crece la incertidumbre de navegación prevista. Validé todo el lazo en MATLAB/Simulink frente a perfiles reales de error GNSS del Sentinel-6A, en un equipo de seis personas.

Puntos clave

1. 01Filtro de Kalman unscented que combina un GNSS de uso intermitente con sensores auxiliares
2. 02Lógica de supervisión que decide cuándo se enciende el receptor GNSS
3. 03Control predictivo basado en modelo que amplía la zona de exclusión a medida que crece la incertidumbre
4. 04Validado con perfiles reales de error GNSS del Sentinel-6A

Resultados