Palabras clave
naves espaciales reutilizables
sistemas espaciales
ingeniería
arquitectura de naves espaciales
sostenibilidad espacial
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Resumen
La creciente demanda de misiones espaciales rentables, flexibles y sostenibles ha intensificado el interés en arquitecturas de naves espaciales modulares y reutilizables como alternativas a los diseños monolíticos tradicionales. Este estudio presenta una revisión sistemática de los enfoques de ingeniería aplicados a sistemas de naves espaciales modulares y reutilizables publicados entre 2000 y 2025. Se recuperaron artículos revisados por pares y actas de congresos de importantes bases de datos indexadas, y se evaluaron mediante criterios de inclusión predefinidos centrados en la ingeniería de sistemas, la configuración arquitectónica y el desempeño de la misión. El análisis revela una clara evolución desde naves espaciales estrechamente integradas hacia arquitecturas que enfatizan interfaces estandarizadas, subsistemas plug-and-play, configuraciones distribuidas y compatibilidad con servicios de mantenimiento en órbita. Los beneficios reportados incluyen la reducción del tiempo de integración, una mejor aislación de fallas y una mayor flexibilidad a lo largo del ciclo de vida, especialmente en contextos multimisión. Sin embargo, los diseños modulares introducen penalizaciones de masa estructural, mayor complejidad de interfaces y desafíos de confiabilidad. Los hallazgos indican que los estándares de interfaz armonizados y los datos de validación a largo plazo son esenciales para permitir una infraestructura espacial escalable, sostenible y orientada a servicios.
Referencias
Brown, O., & Eremenko, P. (2006). The value proposition for fractionated spacecraft. Acta Astronautica, 58(12), 645–657. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2006.02.002
Brown, O., & Eremenko, P. (2008). Fractionated spacecraft: System-level benefits. Acta Astronautica, 62(2–3), 143–153. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2007.06.004
Baiocco, P., et al. (2017). On-orbit servicing: A review of technologies and missions. Acta Astronautica, 131, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.020
Barnhart, D., Vladimirova, T., & Sweeting, M. (2007). Very-small-satellite design for distributed space missions. Journal of Spacecraft and Rockets, 44(6), 1294–1306. https://doi.org/10.2514/1.28678
Castet, J. F., & Saleh, J. H. (2009). Satellite reliability: Statistical data analysis and modeling. Acta Astronautica, 65(7–8), 1211–1224. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2009.03.012
Castet, J. F., & Saleh, J. H. (2010). Beyond reliability: Modeling degradation in spacecraft systems. Reliability Engineering & System Safety, 95(9), 965–978. https://doi.org/10.1016/j.ress.2010.04.003
Chobotov, V. (Ed.). (2002). Orbital mechanics (3rd ed.). AIAA.
Cohen, A., & Peery, D. (2016). Reusable spacecraft mission analysis. Journal of Spacecraft and Rockets, 53(4), 678–689. https://doi.org/10.2514/1.A33462
Conway, B. A. (2010). Spacecraft trajectory optimization. Cambridge University Press.
De Weck, O., Roos, D., & Magee, C. (2011). Engineering systems: Meeting human needs in a complex technological world. MIT Press.
Dunn, M., & Shiflett, J. (2015). Satellite modularity and platform reuse. Aerospace Science and Technology, 42, 120–130. https://doi.org/10.1016/j.ast.2014.12.005
Eremenko, P., & Brown, O. (2009). Value-centric modular spacecraft design. Acta Astronautica, 64(11–12), 1177–1185. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2009.02.006
Flohrer, T., Krag, H., & Klinkrad, H. (2016). ESA’s space debris mitigation compliance verification. Acta Astronautica, 127, 397–409. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.06.020
Forshaw, J., et al. (2016). RemoveDEBRIS mission: Active debris removal demonstration. Acta Astronautica, 127, 448–463. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.06.003
Fortescue, P., Stark, J., & Swinerd, G. (2011). Spacecraft systems engineering (4th ed.). Wiley.
Garcia, M., et al. (2019). Plug-and-play satellite avionics architecture. IEEE Aerospace Conference Proceedings. https://doi.org/10.1109/AERO.2019.8742073
Gawronski, W. (2008). Advanced structural dynamics and active control of structures. Springer.
Griffin, M. D., & French, J. R. (2004). Space vehicle design. AIAA.
Jenkins, C. (2011). Distributed spacecraft systems engineering. Progress in Aerospace Sciences, 47(7), 536–548. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2011.06.002
Kessler, D. J., & Cour-Palais, B. G. (1978). Collision frequency of artificial satellites. Journal of Geophysical Research, 83(A6), 2637–2646. https://doi.org/10.1029/JA083iA06p02637
Konecny, R., et al. (2014). Modular satellite bus design and system integration strategies. Acta Astronautica, 102, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2014.05.005
Lueders, R., et al. (2019). In-orbit refueling technologies. Journal of Spacecraft and Rockets, 56(3), 882–893. https://doi.org/10.2514/1.A34376
Magee, C., & De Weck, O. (2004). Complex system evolution in space systems. Journal of Systems Engineering, 7(1), 45–59. https://doi.org/10.1002/sys.20003
McKnight, D., et al. (2011). Space debris risk mitigation strategies. Acta Astronautica, 69(7–8), 543–553. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2011.05.007
National Academies of Sciences. (2016). Achieving science with CubeSats. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23503
Page, M. J., et al. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ, 372, n71. https://doi.org/10.1136/bmj.n71
Petersen, C., et al. (2017). Servicing satellite technologies overview. Acta Astronautica, 139, 339–352. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.07.015
Reed, B., et al. (2016). Modular power systems in satellites. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 52(4), 1789–1799. https://doi.org/10.1109/TAES.2016.140120
Schaub, H., & Junkins, J. L. (2014). Analytical mechanics of space systems (3rd ed.). AIAA.
Shishko, R. (2015). NASA systems engineering handbook (NASA SP-2016-6105). NASA.
Sweeting, M. (2018). Modern small satellites: Changing the economics. Proceedings of the IEEE, 106(3), 343–361. https://doi.org/10.1109/JPROC.2018.2796570
Turner, C., et al. (2012). Plug-and-play CubeSat avionics. IEEE Aerospace Conference Proceedings. https://doi.org/10.1109/AERO.2012.6187292
Wertz, J. R., Everett, D. F., & Puschell, J. J. (2011). Space mission engineering: The new SMAD. Microcosm Press.
Wie, B. (2008). Space vehicle dynamics and control (2nd ed.). AIAA.
Zhang, Y., et al. (2020). Reconfigurable satellite architectures. Aerospace Science and Technology, 98, 105681. https://doi.org/10.1016/j.ast.2019.105681
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