Alumnos se entrenan para Carreras del espacio con STK

Las preocupaciones sobre la escasez de trabajadores e ingenieros cualificados en la industria aeroespacial europea se remontan al menos a una década. Los miembros de la comunidad europea de ingenieros han propuesto que se deben dar mayores pasos a nivel académico para equipar mejor a los graduados y alentar a más estudiantes a ingresar al campo. Los defensores sostienen que con la tecnología avanzando a diario, los conjuntos de habilidades deben evolucionar y se necesita colaboración para establecer un puente entre los institutos educativos y la industria aeroespacial para aumentar el talento y las habilidades.

Para ayudar a reparar tales brechas de habilidades, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó la Academia ESA en 2016 para mejorar la experiencia educativa de los estudiantes universitarios con aprendizaje práctico y teórico. Se alienta a los estudiantes a explorar diversas disciplinas, incluidas las ciencias espaciales, la ingeniería, la medicina espacial, las operaciones de naves espaciales, la gestión de proyectos y riesgos, la garantía de productos y calidad, la estandarización y más.

Desde su inicio, el Programa de Capacitación y Aprendizaje (TLP), uno de los dos principales programas de la Academia de la ESA en la organización, integra tecnología de punta, incluido el software de ingeniería de misión digital Ansys Systems Tool Kit (STK), para complementar las experiencias académicas de los estudiantes y conjuntos de habilidades avanzados con herramientas listas para la industria. La Academia accede a las herramientas de Ansys a través del Programa Académico de Ansys , que brinda a las universidades e instituciones académicas software asequible para usar en el aula y en la investigación. Hasta la fecha, la Academia de la ESA ha capacitado a más de 2000 estudiantes en dominios relacionados con el espacio.

La Academia de la ESA da la bienvenida a estudiantes universitarios de los Estados miembros de la ESA, así como de Canadá, Letonia, Lituania, Eslovenia, Eslovaquia y otros países según los acuerdos de la ESA. Los programas están abiertos a estudiantes de pregrado y posgrado, aunque la mayoría de los estudiantes están en el nivel de posgrado y buscan maestrías.

Los dos programas principales de la academia incluyen Hands-on Space Projects (Proyectos espaciales prácticos), un programa continuo que permite a los estudiantes adquirir experiencia integral de primera mano en proyectos relacionados con el espacio, y TLP, una iniciativa que ofrece a los estudiantes una cartera de diferentes sesiones de capacitación y oportunidades de aprendizaje.

El TLP ofrece aproximadamente 20 sesiones de capacitación cada año en diferentes campos de especialización de la ESA para complementar lo que los estudiantes aprenden en la universidad y prepararlos mejor para una carrera dentro del sector espacial.

Las sesiones son generalmente de cuatro o cinco días con opciones de entrenamiento más largas que se ofrecen durante el verano. Todas las sesiones se llevan a cabo en el Centro de Capacitación y Aprendizaje (TLF) ubicado dentro del Centro de Capacitación en Educación de la ESA en el Centro Europeo de Educación y Seguridad Espacial de la ESA (ESEC-Galaxia) en Bélgica. El TLF alberga una sala de formación y una instalación educativa de diseño concurrente.

En lo que va del año, los estudiantes en un taller de ingeniería concurrente de cuatro días en febrero desarrollaron un concepto de misión para demostrar una tecnología que la ESA está creando para capturar basura espacial. Los estudiantes fueron guiados por ingenieros de sistemas de la ESA y utilizaron una variedad de herramientas, incluido STK, para diseñar una misión de dos CubeSats. Según lo definido por la NASA, los CubeSats son una clase de naves espaciales de investigación llamadas nanosatélites. Un CubeSat operaba como un “cazador”, que se acercaba, capturaba y liberaba un segundo CubeSat, u “objetivo”, mientras estaba en órbita. La misión tenía como objetivo demostrar que la tecnología puede eliminar piezas de desechos espaciales en el futuro. Los próximos talleres en 2023 también incorporarán STK.

La ingeniería concurrente alienta a los estudiantes de los equipos a trabajar en colaboración mientras completan diferentes etapas de diseño y desarrollo simultáneamente en lugar de en secuencia.

El año pasado, el programa integró STK en cuatro talleres de ingeniería concurrentes. Los estudiantes se dividieron en equipos de dos o tres, cada uno responsable del diseño de un subsistema específico de una misión espacial. El objetivo de los esfuerzos paralelos es acelerar y mejorar el descubrimiento y desarrollo de arquitecturas de misión. Los estudiantes utilizaron STK para el análisis de trayectorias de naves espaciales, así como para el diseño de órbitas y sistemas de comunicación.

Natacha Callens, administradora de TLP, dice que STK ayuda a los enfoques de ingeniería concurrentes para el diseño espacial al proporcionar una plataforma compartida.

“En nuestros talleres de ingeniería concurrentes, tenemos todas las diferentes disciplinas en la misma sala, y los estudiantes trabajan de forma concurrente utilizando un sistema colaborativo, en el que cualquier cambio en un parámetro en un subsistema se refleja directamente en los demás”, dice. “Al usar STK, los estudiantes pueden realizar estos cambios dentro de la herramienta y ver los impactos a lo largo de la trayectoria de la misión con visualización y colaboración”.

La primavera pasada, estudiantes universitarios de diferentes Estados miembros de la ESA y Canadá estuvieron en ESEC-Galaxia para un desafío de ingeniería concurrente de cinco días, al que también asistieron de forma remota estudiantes de dos universidades europeas con sus propias instalaciones de ingeniería concurrente: École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), también conocido como Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana, y la Universidad de Luxemburgo.

A cada equipo de estudiantes se le encargó diseñar una misión para cuantificar los recursos de hielo de agua preservados en las regiones sombreadas de los polos lunares. Los estudiantes utilizaron STK y otras herramientas para realizar un mapeo de alta resolución de la superficie lunar a través de la reflectometría entre varias naves espaciales, que incluían una sola nave espacial, la llamada “nave nodriza”, y dos CubeSats que fueron desplegados por la nave nodriza en órbita lunar.

“STK admite talleres de ingeniería simultáneos al mejorar las iteraciones de análisis de la misión, gracias a sus características y complementos confiables, como simulaciones de órbita, por ejemplo, acceso a estaciones terrestres y análisis de cobertura, y simulaciones de trayectoria avanzada para órbita terrestre interplanetaria y baja ( LEO), que van desde misiones de un solo satélite hasta constelaciones”, dice Callens.

En otro taller en el otoño, los estudiantes universitarios de los Estados miembros de la ESA y Malta fueron desafiados a diseñar una misión a Venus. Con el apoyo de los ingenieros de sistemas de la ESA, los estudiantes utilizaron STK para explorar cómo pudo haber evolucionado la habitabilidad en el sistema solar. La misión consistió en una plataforma flotante y una nave espacial, apodada LOVE por los estudiantes por “explorador de Venus en órbita grande”, que podría ser propulsada en un solo lanzamiento de Ariane 6.2.

“En el marco de nuestras actividades, es fundamental utilizar una herramienta como Ansys STK”, dice Callens. “Sin él, no podríamos ofrecer la misma experiencia práctica a nuestros estudiantes”.

Del mismo modo, se necesita igualmente un acceso asequible al software a través del Programa Académico de Ansys.

“Somos una oficina de educación, y con el presupuesto destinado a nuestras actividades de capacitación, no podríamos comprar licencias de software al costo profesional”, dice. “El Programa Académico de Ansys que nos brinda estas herramientas contribuye directamente al nivel de capacitación que podemos brindar a nuestros estudiantes”.

ESA Academy se compromete a preparar a los estudiantes universitarios para carreras en el sector espacial brindándoles conferencias teóricas y ejercicios prácticos utilizando herramientas avanzadas.

“Agradecemos la oportunidad de utilizar Ansys STK en nuestras instalaciones de capacitación”, dice Callens. “Realmente vemos el beneficio de tener esta herramienta disponible para nuestros estudiantes, especialmente en nuestros talleres de ingeniería simultáneos donde los estudiantes en grupos pueden usar esta herramienta en colaboración y también aprender y desarrollar su conocimiento de STK para sus futuras carreras”.

Ansys se dedica a fomentar la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) al tiempo que garantiza la accesibilidad y asequibilidad de las herramientas de simulación para preparar mejor a los estudiantes para las carreras en los campos STEM.