Departamentos de Automática y Física de la - PIE

Departamentos de Automática y Física de la - PIE

Departamentos de Automática y Física de la
Universidad de Alcalá
Página web del máster: http://pie.uah.es
Página web del Grupo de Investigación Espacial (SRG)
responsable del máster: http://www.srg.uah.es
•
Master Universitario en Ciencia y Tecnología desde el Espacio
– Créditos: 60
– Organización
• 2 cuatrimestres:
– 1º cuatrimestre del 26 de septiembre al 13 de enero
– 2º cuatrimestre del 6 de febrero al 11 de mayo
– Evaluación
• continua
– Control de asistencia
• exámenes
– 1º cuatrimestre del 16 al 26 de enero
– 2º cuatrimestre del 16 al 30 de mayo
– Convocatoria extraordinaria del 11 al 30 de junio
– Presentación de los Trabajos fin de máster:
del 25 al 29 de junio y
del 10 al 14 de septiembre
– Directores
• Dr. José Medina ([email protected])
• Dr. Daniel Meziat ([email protected])
– Profesores
• Astronomía espacial.
Dr. Javier Rodríguez-Pacheco
• Astrofísica de altas energías.
Drs. Juan José Blanco y José Medina
• Interacción Sol-Tierra: meteorología espacial.
Dras. Yolanda Cerrato, Consuelo Cid y Elena Sáiz
• Métodos matemáticos.
Drs. Miguel Angel Hidalgo y Juan José Blanco
• Software de Control en Tiempo-Real para Sistemas Espaciales.
Drs. Sebastián Sánchez (E314), Oscar Rodríguez (E233) y
Mariano Gómez (E313)
• Inteligencia Artificial en los Sistemas de Control Autónomo.
Dra. María Dolores Rodríguez (E318)
• Soporte Hardware en Ingeniería Espacial.
Dr. Manuel Prieto (E328)
• Ingeniería y Gestión de Proyectos Espaciales.
Drs. Daniel Meziat (E305) y Agustín Martínez (E302)
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Horario
1er cuatrimestre
17-18
18-19
19-20
20-21
lunes martes miércoles jueves
seminarios y tutorías
AES
IST
AAE
MMA
AES
IST
AAE
MMA
AES
IST
AAE
MMA
AES Astronomía espacial
MMA Métodos matemáticos
AAE Astrofísica de altas energías
IST Interacción Sol-Tierra: meteorología espacial
2º cuatrimestre
lunes
martes miércoles
17-18
seminarios y tutorías
18-19 SCTR IGPE
IASCA
19-20 SCTR IGPE
IASCA
20-21 SCTR IGPE
IASCA
jueves
SHIE
SHIE
SHIE
SCTR Software de Control en Tiempo-Real para Sistemas Espaciales
IASCA Inteligencia Artificial en los Sistemas de Control Autónomo
SHIE Soporte Hardware en Ingeniería Espacial
IGPE Ingeniería y Gestión de Proyectos Espaciales
Prácticas externas
El alumno tiene que realizar como mínimo 60 horas de presencia física en alguna
empresa o centro de investigación relacionado con el espacio. Para ello podrá proponer
a los directores del master, antes del 1 de diciembre, la empresa o centro en que desee
realizar esta actividad. La dirección del master asignará, antes del 1 de febrero, las
empresas o centros donde finalmente realizaran dichas prácticas.
Cada alumno tendrá un tutor en el lugar de realización de las prácticas y otro entre los
profesores del máster. Se elaborará un plan de trabajo de acuerdo con las tres partes
implicadas, antes del inicio de las prácticas. Al finalizar las mismas el alumno deberá
presentar una memoria, con el visto bueno de los tutores, que refleje el trabajo realizado.
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Trabajos fin de máster
a) Vinculados con alguna asignatura
Los alumnos interesados en algún Trabajo fin de máster (TFM) tendrán que contactar
con algún profesor de la asignatura antes del 1 de marzo, si planean presentarlos en el
presente curso. A continuación se relacionan las propuestas por asignaturas y en las
siguientes páginas los TFM referentes a CUBESAT.
Astrofísica de altas energías
- Aproximación a la determinación del balance radiativo sobre la superficie de
Marte y su aplicación a los posibles lugares de amartizaje de la mision Mars
Science Laboratory (MSL).
- Uso de GEANT-4 en el diseño de telescopios de partículas energéticas.
- Análisis del uso de Fluka para el diseño de detectores de partículas.
- Efecto de las regiones de interacción sobre el número de cuentas en monitores de
neutrones.
- Efecto de las Eyecciones de Masa Coronal Interplanetaria con y sin nubes
magnéticas sobre las cuentas en monitores de neutrones.
- Variaciones temporales en las cuentas de los monitores de neutrones.
Interacción Sol-Tierra: meteorología espacial
- Varamientos de cetáceos y su relación con la actividad geomagnética.
- Modelado de la interacción entre un lazo y un agujero coronal.
- La interacción de estructuras y su geoefectividad.
- Estudio de la geoefectividad de CMEs próximas al limbo solar.
- Estudio de la geoefectividad de CMEs próximas al meridiano central.
- Las tormentas intensas a la luz de los diferentes índices geomagnéticos.
- El tiempo de duración de la asimetría del anillo visto desde el ASYMH.
Métodos matemáticos
- Análisis de los datos de partículas energéticas de la misión Helios. Antecedentes
de la misión Solar Orbiter.
- Turbulencia en el viento solar.
- Discontinuidades magnéticas en la Heliosfera.
- Simulación de la evolución de estructuras magnéticas en el medio interplanetario.
Inteligencia Artificial en los sistemas de control autónomo
- Estudio de las características de los sistemas de ejecución en los sistemas de
Control Autónomo.
- Planificación Contingente en entornos reales.
- Sistemas Multiagentes utilizados en entornos espaciales.
- Técnicas de Validación y Verificación (V&V) en Planificación.
Software de Control en Tiempo Real para Sistemas Espaciales
- Control óptimo aplicado a la actitud de satélites.
- Gestión autónoma del control del tráfico aéreo.
- Planificación de trayectorias 4D en plataformas aéreas usando información
dinámica y de localización.
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b) Vinculados al proyecto CUBESAT
Los interesados en realizar uno de los trabajos relacionados con la temática de
CUBESAT, deberá expresar su interés al profesor coordinador (Dr. Manuel Prieto) de
los trabajos antes del 4 de noviembre, con el fin de poder realizar una correcta
planificación.
Introducción y objetivos
El conjunto de trabajos fin de máster aquí propuestos tienen como objetivo final la
concepción de un CUBESAT científico. Los Cubesat [1] entran en la categoría de los
llamados picosatélites. Reciben su nombre por su forma de cubo (Cube) y se
caracterizan por sus reducidas dimensiones y peso. Por lo general tienen unas
dimensiones de 10x10x10 cm y no superan el kilogramo de masa. Son desarrollados
principalmente por universidades e institutos científicos y se caracterizan por su bajo
coste y por utilizar mayoritariamente componentes comerciales. Los orígenes de los
Cubesat se encuentran en los satélites de radioaficionado [2], con los que comparten el
diseño basado en productos de bajo coste, se fabrican sin ánimo de lucro, las bandas de
frecuencia, el espíritu de formación y la experimentación y, en general, la pasión por el
espacio y las comunicaciones.
La relación de trabajos se corresponde con la descomposición en tareas y subsistemas
de un satélite de acuerdo con el ciclo de vida de una misión científica. De este modo, se
persigue que haya una interrelación entre los distintos equipos de trabajo para alcanzar
un objetivo común conforme a un plan de trabajo. Se trata, por tanto, de una
metodología enseñanza-aprendizaje cooperativa por proyectos.
Los objetivos docentes de esta línea de trabajos para el alumno son:
• Conocer el ciclo de vida típico de una misión científica espacial
• Aprender a trabajar en un proyecto coordinado y multidisciplinar
• Conocer las restricciones de diseño aplicables a proyectos para espacio
• Conocer la documentación asociada a proyectos espaciales y aprender a generar
una buena documentación.
• Aprender a buscar y a referenciar correctamente la información en documentos
científico-técnicos.
• Investigar sobre la instrumentación científica requerida para alcanzar unos
determinados objetivos científicos
• Desarrollar las habilidades y experiencia necesaria para la vida científica o
laboral en el sector aeroespacial
Metodología general
Los trabajos se realizarán en equipos de dos o tres personas. El equipo seleccionará a
uno de sus miembros como portavoz del grupo. En el mejor de los casos se podrá
incluso fabricar ciertos elementos del Cubesat, en función del resultado final del trabajo
y del presupuesto disponible.
Los trabajos propuestos cubren los aspectos relacionados con la ingeniería y tecnología
espacial. Todos los trabajos están interrelacionados entre sí y por lo tanto, requieren de
ciertas entradas. Si un determinado trabajo no dispusiera de las entradas necesarias
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porque el trabajo relacionado directamente con él no ha sido escogido por ningún grupo,
se le facilitará al equipo de trabajo lo necesario para poder desarrollar las tareas
asignadas.
Todos los trabajos deberán estar bien referenciados y documentados. Cualquier
propuesta deberá estar debidamente justificada. Se vigilará especialmente el plagio en
los trabajos. No se admitirán copias literales, ni someras traducciones de textos
encontrados en Internet. En caso de detectar un plagio, aunque sea parcialmente, se
suspenderá a los integrantes del grupo.
Como regla general, los entregables de cada trabajo será un documento. Deberán
contener un análisis de coste y de riesgo asociados a la solución propuesta. Asímismo,
el equipo deberá hacer una presentación oral del trabajo realizado en clase. En esta
presentación también deberá hacer las demostraciones necesarias si procede..
La redacción de la memoria final del trabajo fin de máster se deberá ajustar a las normas
de elaboración establecidas a tal efecto, disponibles en la página web del máster.
Referencias:
[1]. Cubesat Community Website. http://cubesat.calpoly.edu/
[2]. Satélites de radioaficionado. http://www.amsat.org
Trabajos
1
Título: Modelado estructural y térmico
2
Tareas:
Se realizará un modelado matemático estructural y térmico utilizando herramientas de
simulación y de modelado 3D. Podrá incluso fabricarse las piezas necesarias y disponer de un
modelo estructural, en función del tiempo y presupuesto disponible.
Título: Diseño de la Unidad de Potencia
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Tareas:
Se propondrá un diseño para la unidad de potencia, compuesta por la fuente de energía, unidad
de conversión de potencia y unidad de distribución y almacenamiento. Se deberá hacer un
análisis de la producción y consumo de potencia (presupuesto).
Título: Diseño del ACS
Tareas:
Se propondrá un diseño para el sistema de control de actitud (ACS) del Cubesat, que incluya los
sensores y actuadores, y el algoritmo de control de actitud, que podrá realizarse y simularse en
Matlab o herramienta similar.
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