Category: Área de Estación Terrena de Seguimiento

Resultados de la investigación Daedalus 12. Estación terrena y sonda

La estación terrena del Proyecto Daedalus está compuesta por una antena, un modem RF y un ordenador Linux con el panel de control. El panel de control está hecho en C usando las librerías ncurses como interfaz gráfica, es una aplicación de consola. Esta aplicación guarda absolutamente todos los datos recibidos por RF incluso si no los sabe interpretar de forma que se puedan reconstruir tramas o lo que sea una vez estemos en casa más tranquilos y también guarda un enorme registro de todo lo que se ha hecho, pulsaciones de teclas y demás, de forma que todas las acciones puedan ser analizadas a posteriori en caso de fallo grave, digamos que es como una caja negra. Aitor Conde ha repasado los logs y este es el resumen de los eventos más importantes (horas GMT, +1 en España):

22:18:08 Se enciende la sonda
22:18:13 La sonda se inicia sin errores salvo que no tiene GPS fix.
22:18:41 Se enciende estación terrena
22:18:46 Se recibe la primera trama en tierra (se han perdido 6 tramas porque la estación estaba apagada).
22:20:24 Se envía el comando 12/40/9 (comando de configuración del payload de alejandro). (Comando de apagado de pulsar el botón del payload de alejandro)
22:20:27 Se recibe comando de configuración pero es la misma trama la anterior y por tanto se descarta. Tierra no había oído nuestra respuesta.
22:20:41 La sonda confirma la recepción del comando.
22:23:22 Se envía el comando 12/40/4 (comando de configuración del payload de alejandro). (comando para encender el payload alejandro en 30 minutos).
22:23:22 La sonda confirma la recepción del comando.
22:24:48 Se envía el comando 12/10/17 (comando de configuración, cambiar el intervalo de disparo de flash a 17 segundos).
22:24:49 Se recibe comando de configuración
22:29:06 La sonda adquiere el GPS fix y ajusta la hora interna.
22:33:08 La sonda pasa a modo vuelo automáticamente. (lo hace tras 15 min. de espera por si hay problemas con el recibo de comandos)
22:33:08 Disparo flash 01
22:33:15 La sonda informa que ha pasado a modo vuelo automáticamente.
22:33:26 Disparo flash 02
22:33:44 Disparo flash 03
22:33:47 Se envía el comando 2 (Pasar a modo tierra).
22:33:47 Se recibe comando de pasar a modo tierra y así lo hace.
22:40:17 Se desconecta la alimentación externa en tierra. La sonda pasa a energía interna.
22:54:12 La sonda pierde GPS fix.
22:56:3x Lanzamiento.
23:01:17 La temperatura del GPS baja 1 grado (había sido ascendente siempre).
23:02:23 Se envía el comando 12/40/9 (Comando de configuración del payload de alejandro). (Comando de apagado de pulsar el botón del payload de alejandro)
23:02:23 Se recibe comando de configuración
23:02:25 La sonda confirma la recepción del comando.
23:03:50 La sonda informa que quedan 8057 segundos para activar el cutdown (2:15 horas).
23:03:51 Se entra en el submenú de comandos “peligrosos”
23:04:06 Se selecciona el comando “apagar sonda”. – El operador tenía la intención de haber enviado el comando 12/40/4 de configuración para encender el payload prinicpal en 30 minutos.
23:04:06 Se envía el comando 9/0/0 (Cerrar limpiamente tarjeta SD y apagar sonda)
23:04:07 La sonda confirma la recepción del comando.
23:04:07 La sonda se apaga y enmudece.
23:04:56 Se envía el comando 12/14/120 (Cambiar cutdown a 120 minutos).
23:05:26 El comando se ha enviado 30 veces y la estación terrena avisa que el comando no parece haber sido recibido en la sonda.
23:05:41 Se apaga la estación terrena.
23:05:43 Se reinicia la estación terrena.
23:15:38 Se reinicia la estación terrena.
23:30:50 Se reinicia la estación terrena.

… Envío de multiples comandos pero no se recibe nada. Reinicio de la estación terrena incontables veces

Conclusiones:

La sonda se apagó a los 8 minutos de vuelo por un error humano. El operador envió el comando equivocado a la sonda. Fue el comando más parecido a “autodestrucción” que existe.

¿Cómo es posible que el operador haya enviado el comando incorrecto? Quiero insistir en que el operador no tiene la culpa de este error. Ha sido un cúmulo de desgracias. El panel de control generalmente tiene dos submenús, uno para el envío de comandos “normales” y otro para el envío de comandos “peligrosos”. Durante una misión se supone que no se envían comandos peligrosos a la sonda, solo en tierra se tienen que hacer, por ejemplo sabiendo a qué hora se va a lanzar definitivamente y con la sonda encendida, configurar temporizadores de cutdown y cosas así.

El caso es que para esta misión no hubo tiempo para adaptar la estación terrena para enviar comandos normales para encender el payload y recomendé usar el menú de configuración de la estación terrena por ser muy flexible y el más potente de todos y con eso no había que reprogramar la estación. Por desgracia, una vez entrado en el menú “peligroso” la diferencia entre apagar la sonda o seleccionar comando de envío de configuración está separada por una sola tecla. En un ordenador en una mesa nunca habría problemas, pero en este caso el operador estaba a oscuras, en un coche en movimiento y con poco espacio. Un terrible accidente que nos dejó sin sonda, pero que nos ha permitido mejorar y confirmas que nuestros sistemas funcionan, aunque haya que corregir estos detalles.

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CRÓNICA DE UN DÍA INOLVIDABLE

Ni en nuestras mejores previsiones podríamos pensar que la misión Near Space 1 podría salir tan bien. Realmente aun estamos muy sorprendidos y emocionados con lo que logramos ayer ya que todo nos salió a la perfección. El que escribe estas líneas (Pedro) quiere felicitar al equipo formado por Fernando, David, Miguel y Aitor por el increíble trabajo que han realizado y por conseguir que el globo sonda cumpliera y sobrepasara los objetivos previstos. También agradecer el apoyo prestado por Frank, Ángel, Alejandro, Joshua, Tere y Lidia.

El día comenzó con problemas ya que nos quedamos sin furgoneta de alquiler a última hora y tuvimos que irnos en 3 de nuestros coches. Además al ser día de operación salida, tampoco nos iban a enviar la bombona de helio hasta La Roda por lo que tuvimos que ir a recogerla a un polígono industrial de Albacete antes de empezar. Y por si fuera poco, el globo sonda lo habíamos dejado en el almacén de Campus Party por seguridad, pero a la hora de salir (08.30h de la mañana) estaba cerrado, pero gracias a las gestiones de Isabel Rosado pudimos recuperarlo para llegar a tiempo a nuestra ‘base de lanzamiento’. Ya teníamos cubierto el cupo de marrones para todo el día, así que a la fuerza tendría que salir el resto bien.

Recien llegados al aparcamiento en la Roda. Imagen: Campus Party / SondasEspaciales.com

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¡¡ÉXITO TOTAL EN LA MISIÓN NEAR SPACE 1!!

Ante todo queremos pedir disculpas por no haber informado ayer por la tarde de los resultados de la misión y las fotos, pero llegamos bastante tarde a Campus tras muchas horas de viajes y emociones y tras un vistazo rápido a una parte de las fotos y los vídeos y confirmar que teníamos mucho más de lo que jamás llegamos a imaginar, nos dimos un merecido descanso para el resto del día y para celebrarlo.

Estamos preparando un informe mucho más amplio que publicaremos esta tarde donde os contaremos con detalle todo lo que ocurrió ayer, pero hasta entonces confirmaros que la sonda llegó a más de 33 kilómetros de altura, que todos los instrumentos funcionaron a la perfección (con algún fallo menor), que las cámaras captaron vídeos y fotografías impresionantes y que tras dos horas de seguimiento y media hora de búsqueda por los campos de Albacete, recuperamos completamente intacta la sonda que aun estaba en funcionamiento. Ahora estamos algo desbordados por la cantidad de datos y fotos que tendremos que analizar y procesar las próximas semanas, pero iremos montando una galería de fotos y vídeos conforme los procesemos y que publicaremos también aqui.

Una de los cientos de imágenes obtenidas por NS1. Imagen: Campus Party / SondasEspaciales.com

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La radio funciona correctamente a 5 kilómetros de distancia

La semana pasada realizamos las pruebas de radio y comunicaciones entre la antena y la sonda, situando ambas a una distancia de 5 kilómetros de visión directa. Para realizar las pruebas subí a lo alto de un monte con la antena y la recepción de la señal era correcta desde allí arriba, lo cual me hace respirar un poco más tranquilo (vaya suspiros y tensión mientras encendía el equipo y conectaba la antena…).

Probé a orientar la antena Yagi en todas direcciones e increiblemente la señal no se dejaba de perder, lo cual significa que a 5km la señal era tan fuerte que la recepción funcionaba bien lo apuntes a donde lo apuntes (incluso en dirección contraria), o que hemos cogido una antena Yagi 100% incorrecta (frecuencia incorrecta) y por tanto la configuración yagi no afecta en absoluto a la recepción de la señal y la antena se comporta como un simple dipolo (con el elemento radiante).

La antena a 5 kilómetros de la sonda funcionó a la perfección

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¡Ya tenemos antena! ¡y no es para la TDT!

Desde el punto de vista mecánico, la antena es muy robusta. Elementos de aluminio de 5mm y un boom (o travesaño) de 15mm, perfecta tanto para estaciones bases como para operaciones a campo abierto. Ya viene totalmente montada, lo que te ahorras tener que ajustar cada elemento a mano. El conector de la antena es un FME macho colocado estratégicamente justo debajo del elemento radiante (o dipolo). En antenas de radioaficionado suele venir montado encima del mismo dipolo. Lo bueno del uso al aire libre es el poco peso que tiene, tan solo 500gr.

Desde el punto de vista eléctrico (o electromagnético) tiene un ancho de banda muy bueno, de unos 167MHz. Esto nos permite usarlo tanto para módulos de 868MHz como para GSM. Soporta hasta 10 watios de potencia, y tiene una ganancia de 12.8 dBd (referido a dipolo) o 15 dBi (isotrópicos). El dipolo sospecho que estará realizado en PCB, y con un balun hecho con lineas microstrip para adaptar la antena. El lóbulo de la antena a 890MHz es aproximádamente el que tendrá la antena para 868MHz, lo que nos da una buena direccionalidad.

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