🛸 Diagrama CubeSat 1U
🗺️ Plan de Misión por Fases
18–24 meses desde diseño hasta lanzamiento. Cada fase tiene entregables concretos.
01
Definición de Misión
MESES 1–2
- Definir objetivo científico o tecnológico del payload (¿qué va a medir o hacer?)
- Seleccionar órbita: LEO 400–600 km, SSO (sol-síncrona) o ISS deploy
- Redactar Mission Requirements Document (MRD)
- Investigar regulación: licencia de radiofrecuencia ITU/FCC/INAOE (según país)
- Estudiar estándares CubeSat: CalPoly ICD, NASA CubeSat Launch Initiative
02
Diseño de Subsistemas (PDR)
MESES 3–6
- Diseño de estructura: aluminio 6061-T6, tolerancias CalPoly ±0.1 mm
- Diseño EPS: paneles solares + batería LiPo + reguladores de voltaje
- Diseño OBC: selección de microcontrolador (ARM Cortex-M4 o similar)
- Diseño COMMS: radio UHF/VHF 430–440 MHz, modulación GMSK/FSK
- Diseño ADCS: magnetorquers + sensores de sol para orientación pasiva
- Diseño Payload: sensores, cámara, dosímetro, u otros según misión
- Usar KiCad para PCBs y FreeCAD/Fusion360 para estructura
03
Manufactura y Ensamblaje (CDR)
MESES 7–12
- Fabricar estructura: mecanizado CNC o impresión 3D en metal (ej. JLCPCB)
- Fabricar PCBs: JLCPCB, PCBWay – mínimo 4 capas para OBC y EPS
- Integrar y soldar componentes: estación de soldadura + óptica
- Ensamblar subsistemas en sala limpia (clase 10,000 mínimo)
- Pruebas funcionales de cada subsistema por separado
- Pruebas de integración con software de vuelo (firmware)
04
Pruebas Ambientales (TVAC & Vibración)
MESES 13–16
- Prueba de vibración: simular cargas de lanzamiento (random vibration, 14 Grms típico)
- Prueba térmica / vacío (TVAC): -40°C a +85°C en cámara de vacío
- Prueba de EMI/EMC: interferencia electromagnética
- Prueba de outgassing: materiales que no emitan gases en vacío
- Documentar todo en Test Report para el proveedor de lanzamiento
- Alternativa bajo costo: aliarse con universidad que tenga estas cámaras
05
Lanzamiento y Operaciones
MESES 17–24
- Contratar lanzamiento: Rocket Lab, SpaceX Transporter, Exolaunch – desde ~$5,500/U
- Alternativa gratuita: NASA CubeSat Launch Initiative (para educación)
- Configurar estación terrena: antena Yagi/UHF + SDR (RTL-SDR o USRP)
- Usar software de rastreo: GPredict, SatNOGS (red global de estaciones)
- Operar misión: TLE tracking, recibir telemetría, enviar comandos
- Publicar datos en red SatNOGS o frecuencia AMSAT
⚠️ Nota importante
Muchos de estos componentes tienen versiones COTS (Commercial Off-The-Shelf) ya certificadas para espacio. Para un primer CubeSat es altamente recomendable usar COTS en subsistemas críticos (EPS, COMMS) y diseñar tu propio payload.
Estructura
Aluminio 6061-T6 / 7075-T6
Material estándar de la industria. Alta resistencia, bajo peso, compatible con procesos de anodizado para protección. Tolerancias según CalPoly CubeSat Design Specification.
$200–$600 (mecanizado CNC)
EPS — Energía
GomSpace NanoPower P31u / EnduroSat EPS
Sistema de energía eléctrica COTS. Incluye MPPT para paneles solares, regulador 3.3V/5V, batería LiPo 2200mAh. Alternativa DIY: STM32 + reguladores TPS54560.
$800–$2,500 (COTS) / $150–$400 (DIY)
EPS — Paneles Solares
Celdas Triple-Junction GaAs (SpaceCraft Solar)
Eficiencia ~28-30% en espacio. Alternativa más económica: celdas de silicio de alta eficiencia (~20%). Montar sobre PCB FR4 con cableado flexible.
$100–$500 según tipo
OBC — Computadora
ARM Cortex-M4/M7 o Raspberry Pi CM4
Para misiones educativas: Raspberry Pi CM4 con watchdog externo. Para mayor rad-hardening: STM32H7 o LEON3 (FPGA). Software: FreeRTOS o Linux embebido.
$50–$300
COMMS — Radio
Endurosat UHF Transceiver / AstroDev Li-1
Transceptor UHF 430–440 MHz para telemetría y telecomando. COTS recomendado para primer satélite. Protocolo: AX.25 o CSP (CubeSat Space Protocol).
$600–$1,800 (COTS)
ADCS — Control de Actitud
Magnetorquers + Sensor Solar + IMU
Para orientación básica: 3 magnetorquers (bobinas de cobre) + magnetómetro HMC5983 + sensor solar fotodiodos. Para apuntamiento preciso: reaction wheels.
$100–$800
Almacenamiento
Flash NAND + FRAM
FRAM para datos críticos de telemetría (resistente a radiación). Flash NAND (eMMC) para datos de payload. Memoria con protección ECC obligatoria.
$30–$150
Herramientas de Desarrollo
Software: KiCad, FreeCAD, GMAT, STK
KiCad (PCB, gratis), FreeCAD o Fusion360 (estructura), NASA GMAT (simulación orbital, gratis), AGI STK (análisis misión, gratis educación).
$0 (mayoría open source)
Estación Terrena
Antena Yagi 70cm + RTL-SDR + GPredict
Antena Yagi de 9 elementos para 435 MHz, receptor SDR RTL-SDR v3 ($30), GNURadio + GPredict para tracking y demodulación. Red SatNOGS como respaldo global.
$100–$400
💰 Desglose de Presupuesto — CubeSat 1U
Estimado para construcción completa. El lanzamiento va por separado (o aplica gratis a NASA CSLI si eres institución educativa).
Estructura (aluminio + mecanizado)
$200 – $600
Sistema de energía EPS (COTS o DIY)
$300 – $2,500
Paneles solares
$100 – $500
Computadora OBC + firmware
$100 – $400
Radio / transceptor COMMS
$200 – $1,800
ADCS (magnetorquers + sensores)
$100 – $800
PCBs fabricadas (JLCPCB/PCBWay)
$100 – $400
Payload (sensores / cámara / experimento)
$50 – $1,000
Herramientas, soldadura, consumibles
$200 – $500
Pruebas ambientales (acceso lab universidad)
$0 – $1,500
Estación terrena básica (SDR + antena)
$100 – $400
Lanzamiento (RocketLab / SpaceX Transporter)
$5,500 – $7,000 / U
TOTAL estimado (hardware sin lanzamiento)
$1,450 – $8,900
TOTAL con lanzamiento comercial
$7,000 – $16,000
💡 Cómo reducir el costo de lanzamiento
NASA CubeSat Launch Initiative (CSLI): Lanzamiento gratuito para instituciones educativas y non-profit de EE.UU. — aplica con tu universidad.
BIRDS Program (Kyutech, Japón): Programa para países en desarrollo que integra tu CubeSat en misiones conjuntas a bajo costo.
ESA FAST20: Para entidades europeas y asociadas. Consultar convocatorias anuales.
📐 Especificaciones Técnicas Estándar CubeSat 1U
| DIMENSIONES | 100.0 × 100.0 × 113.5 mm (±0.1 mm) |
| MASA MÁXIMA | 1.33 kg |
| VOLTAJE DE BUS | 3.3V, 5V, y hasta 12V según subsistema |
| POTENCIA DISPONIBLE | ~1–2 W promedio en órbita LEO |
| FRECUENCIA COMMS | UHF: 430–440 MHz / VHF: 144–146 MHz |
| DATA RATE | 1.2 – 9.6 kbps (uplink/downlink típico) |
| PROTOCOLO | AX.25 / CSP (CubeSat Space Protocol) |
| TEMPERATURA OPERACIÓN | -40°C a +85°C (componentes comerciales) |
| ALTITUD OPERACIÓN (LEO) | 400 – 600 km |
| PERÍODO ORBITAL | ~90–97 minutos |
| TIEMPO EN SOL/ECLIPSE | ~60 min sol / ~30 min eclipse por órbita |
| VIDA ÚTIL ESTIMADA | 6 meses – 2 años (depende de órbita y comp.) |
| DESORBIT REQUERIDO | Reentrar en ≤25 años (regulación espacial) |
| ESTÁNDAR DE REFERENCIA | CalPoly CubeSat Design Spec Rev 14 |
| CONECTOR DEPLOYER | Compatible con ISIS ISIPOD o CalPoly P-POD |
⚡ Budget de Energía Típico (1U)
| GENERACIÓN SOLAR (sol) | ~1.5–2.5 W (3–5 caras activas) |
| OBC (idle) | ~100–200 mW |
| RADIO (TX activo) | ~500 mW – 1 W |
| RADIO (RX standby) | ~50–100 mW |
| ADCS (magnetorquers) | ~200–400 mW |
| PAYLOAD (activo) | ~200 mW – 1 W (diseña según esto) |
| BATERÍA MÍNIMA | 2200 mAh LiPo para sobrevivir eclipse |
✅ Checklist de Misión — Haz clic para marcar
Usa esto para rastrear tu progreso a través del proyecto.
Definir objetivo de misión
¿Qué va a medir/hacer tu CubeSat? Sensor, cámara, experimento de materiales, etc.
Leer CalPoly CubeSat Design Specification Rev 14
Estándar fundamental — descarga en cubesat.org
Redactar Mission Requirements Document (MRD)
Lista de requisitos funcionales, de rendimiento y restricciones
Investigar opciones de lanzamiento y aplicar temprano
NASA CSLI, SpaceX Transporter, RocketLab, ESA FAST20
Obtener licencia de radiofrecuencia
Registrar llamada IARU, obtener frecuencia ITU. Proceso puede tomar 6–12 meses
Completar diseño de estructura en CAD
FreeCAD o Fusion360, verificar tolerancias CalPoly
Diseñar y fabricar PCBs (EPS, OBC, COMMS)
KiCad para diseño → JLCPCB o PCBWay para fabricación
Desarrollar firmware / software de vuelo
FreeRTOS recomendado para OBC ARM. Incluir watchdog y safe mode
Completar integración y pruebas funcionales (I&T)
Probar cada subsistema, luego integración completa
Prueba de vibración
Acceder a laboratorio de universidad o institución. Random vibration ≥14 Grms
Prueba térmica en vacío (TVAC)
-40°C a +85°C, al menos 4 ciclos térmicos
Configurar estación terrena
Antena Yagi + SDR + GPredict + GNURadio o demodulador
Integrar con proveedor de lanzamiento
Entregar documentación técnica, ICD, test reports
Registrar satélite en UN OOSA
Registro obligatorio ante Naciones Unidas para objetos espaciales
¡LANZAMIENTO! 🚀
Monitorear TLE, recibir primera señal de telemetría (beacons)
📚 Recursos Esenciales
CalPoly CubeSat Design Specification (CDS)
cubesat.org — El estándar de facto para todos los CubeSats. Descarga gratis. LEERLO COMPLETO es obligatorio.
NASA CubeSat Launch Initiative (CSLI)
nasa.gov/csli — Lanzamiento gratuito para educación. Convocatorias periódicas. Alta competencia pero vale la pena.
SatNOGS Network
satnogs.org — Red global open-source de estaciones terrenas. Puedes recibir datos de tu satélite desde cualquier punto del planeta.
NASA GMAT (General Mission Analysis Tool)
software.nasa.gov/gmat — Simulación orbital profesional y gratuita. Úsalo para diseñar tu trayectoria y analizar accesos de comunicaciones.
AMSAT / IARU Frequency Coordination
amsat.org — Para registrar tu frecuencia UHF/VHF ante la IARU (paso previo a licencia ITU). Gratis para satélites amateur.
Libro: "Small Satellite Mission Analysis" (SMAD)
Space Mission Engineering: The New SMAD — La biblia del diseño de misiones espaciales. Costoso (~$200) pero fundamental.
Endurosat / GomSpace / ISIS (proveedores COTS)
Empresas que venden subsistemas certificados para espacio. Ideal para EPS y COMMS en tu primer satélite para reducir riesgo.
Programa BIRDS (Kyutech, Japón)
birds-project.com — Ideal para países en desarrollo. Permite construir y lanzar CubeSats en equipo con Japón a bajo costo.
LibreCube Initiative
librecube.org — Hardware y software open-source para CubeSats. Diseños de referencia libres para usar y modificar.