Cohete impreso en 3D de $96 recalcula su trayectoria en vuelo con un sensor de $5

• Prototipo de prueba de concepto de un sistema de lanzador de cohetes y cohete guiado de bajo costo, fabricado con componentes electrónicos de consumo y piezas impresas en 3D
• El cohete usa una computadora de vuelo ESP32 y una unidad de medición inercial (IMU) MPU6050 para controlar en vuelo aletas plegables y un sistema de estabilización canard
• El lanzador integra GPS, brújula y sensor barométrico para calcular la orientación y los datos de telemetría
• Todo el sistema fue diseñado en Fusion 360 y simulado con OpenRocket, pasando por un proceso iterativo de diseño mecánico y pruebas de lanzamiento
• El costo total del hardware es de aproximadamente 96 dólares, y muestra la viabilidad experimental de la tecnología de cohetes guiados de bajo costo

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Resumen del proyecto

• Este proyecto fue creado como una prueba de concepto (proof-of-concept) de un sistema de lanzador de cohetes y cohete guiado de bajo costo
  • Usa componentes electrónicos de consumo y piezas impresas en 3D
  • Tanto el cohete como el lanzador se desarrollaron mediante diseño mecánico, integración electrónica y pruebas de lanzamiento
• El cohete incorpora una computadora de vuelo ESP32 y una IMU MPU6050 para controlar su actitud durante el vuelo
  • Usa una estructura de aletas plegables (folding fins) y estabilización por canards
• El sistema de lanzamiento incluye GPS, brújula y sensor barométrico, con funciones de cálculo de orientación y provisión de telemetría
• Se indica que el costo total del hardware es de aproximadamente 96 dólares

Herramientas de diseño y desarrollo

• El diseño mecánico de todo el sistema se realizó con Fusion 360
• Se utilizó OpenRocket para simular la estabilidad aerodinámica
• El proceso de desarrollo consistió en un ciclo iterativo de diseño mecánico → integración electrónica → pruebas de lanzamiento

Estructura del repositorio

• El repositorio incluye los componentes de ingeniería principales del proyecto
  • Archivos CAD mecánicos del cohete y del lanzador
  • Código fuente del firmware para el controlador de vuelo del cohete y el sistema de lanzamiento
  • Archivos de simulación de OpenRocket
  • Documentación complementaria del proyecto

Material adicional

• Se ofrecen medios y documentos relacionados con el desarrollo a través de un archivo de Google Drive
  • Materiales de diseño mecánico y ensamblaje
  • Registros de pruebas de electrónica y firmware
  • Materiales de pruebas de lanzamiento y desarrollo del motor del cohete
  • Incluye diagramas de flujo del sistema, especificaciones del cohete, lista de materiales y tabla de análisis de costos

Importancia del proyecto

• Un caso experimental de implementación de un sistema de cohete guiado usando solo componentes comerciales e impresión 3D
• Un proyecto de código abierto que muestra el potencial de la tecnología de control aeroespacial basada en hardware de bajo costo
• En GitHub ha registrado 936 estrellas (stars) y 218 forks, lo que refleja un alto nivel de interés

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Comentarios en Hacker News

• Recuerdo una anécdota que me contó un profesor de robótica en 1995
  Occidente siempre intenta construir cosas caras con tecnología de punta, pero del otro lado, como no tenían ese margen, lo resolvían con ideas ingeniosas
  Durante la Guerra Fría desarmaron un misil ruso de seguimiento térmico, y no tenía diagrama de circuitos: solo un LDR (fotorresistencia), una bobina y un pin
  Cuando había luz, el pin se movía hacia un lado; cuando no, hacia el otro. Como el misil giraba de forma inestable, estaba diseñado para seguir la luz brillante del objetivo (el calor del escape del avión) con esa estructura tan simple

  • El misil Sidewinder original funcionaba con un principio parecido
    Si el piloto apuntaba al motor del objetivo, la probabilidad de impacto era alta, y las versiones posteriores pudieron dispararse desde más distancia o ángulos más amplios
  • En Occidente también había armas similares, pero con una estructura que rotaba en sentidos opuestos adelante y atrás
    Usaban un embrague para controlar la rotación y lograban control de vuelo en 2 ejes con una entrada de 1 bit
    El misil que recordaba era Starstreak
  • Era impactante ver cómo un misil térmico inmóvil reaccionaba si le apuntabas una luz, como un cachorrito beagle perezoso
  • Esto me hace pensar en el caso de George Dantzig: una vez que algo posible ya fue demostrado, tarde o temprano alguien termina haciéndolo realidad
  • Esta historia también se parece a los primeros misiles guiados por infrarrojos de los años 1940 y 1950

• El nivel de acabado de ingeniería de un proyecto de 96 dólares es sorprendente, pero ponerle al repositorio de GitHub el nombre “MANPADS-System-Launcher-and-Rocket” fue una decisión arriesgada
  Más allá de los temas de ITAR, resulta interesante que recalculen la trayectoria en vuelo con un sensor de 5 dólares
  La brecha entre la electrónica de consumo y la tecnología militar se está reduciendo rápidamente, y eso muestra que la democratización de la tecnología puede ser un arma de doble filo

  • El hermano de un amigo diseñó personalmente un misil de 10 mil dólares mientras trabajaba en una contratista militar; al principio nadie le hizo caso, pero recién ahora empezó a llamar la atención
  • Los sensores baratos se ven bien en una demo, pero por los problemas de deriva y calibración tienen poca repetibilidad, así que la industria de defensa todavía no les presta demasiada atención
  • En realidad esto no es nuevo. Cuando aparecieron las cámaras de TV pequeñas para consumo, se desarrolló la bomba Walleye
    Un ingeniero hizo en su casa un rastreador 1D, y eso después evolucionó a un arma real usada en combate para golpear puentes y vehículos
  • Los GPS civiles están diseñados para devolver valores erróneos si se usan en cohetes que superan cierto nivel de altitud o velocidad
  • Los MEMS IMU ya eran baratos desde hace 10 o 15 años, así que este proyecto no es completamente nuevo

• Esto es básicamente un mini cohete DIY para guerra asimétrica
  No creo que vaya a durar mucho tiempo en GitHub

• El video fue realmente impactante. Si ves el video de YouTube, la capacidad técnica del creador es impresionante, pero al final aparecen escenas de la guerra de drones en Rusia y una foto de David Koresh, lo que deja una sensación inquietante

  • Al final del video también aparecen fotos de Martin Luther King, civiles vietnamitas y muyahidines afganos
    Da la impresión de que el autor quiso transmitir el mensaje de que la tecnología puede ser una herramienta que empodera a los débiles
  • Parece que usó a Koresh de forma simbólica, por haber resistido a agentes federales con armas relativamente simples
    La mayor parte del video va por otro lado, y hay un punto de conexión con la polémica sobre regular las impresoras 3D
  • Me pregunté si las escenas de la guerra Rusia-Ucrania muestran realmente drones atacando personas
    El creador dijo que leyó textos de pensadores críticos de la tecnología (por ejemplo, Ted Kaczynski y otros)
  • El hecho de que las tácticas de drones baratos de Ucrania hayan causado enormes daños a Rusia muestra que la naturaleza de la guerra moderna cambió por completo
  • En este tipo de videos también aparecen los ‘war bros’

• La parte del rendimiento real en el video fueron solo dos clips cortos, y al final fue un fracaso total
  Es un prototipo vistoso basado en OpenRocket, pero está más cerca de un juguete que de un arma de guerra
  La mezcla de videojuegos, Ucrania, Martin Luther King, Vietnam y Koresh terminó siendo más confusa que otra cosa
  Ver video 1, video 2, OpenRocket

  • La escena del lanzamiento real es breve, y no hay ningún dato sobre precisión o alcance
  • Más que un arma de guerra, es más interesante verlo como una performance política
  • Aun así, existe la posibilidad de que este tipo de cohetes baratos se usen como señuelos para causar confusión
    Si un atacante dispara decenas de cohetes baratos al mismo tiempo, el sistema defensivo podría saturarse
  • Como canal relacionado más interesante, recomiendo Lafayette Systems
  • A mí me pareció interesante no como arma de guerra, sino como proyecto experimental técnico

• Algunas personas mencionan problemas de ITAR, pero en la práctica este proyecto no llega a ese nivel
  Si usara una cámara como sistema de guía sería un problema, pero si solo sirve para apuntar al sol quizá podría pasar
  Lafayette Systems también tiene un proyecto parecido, pero más cerrado

  • Aun así, los MANPADS sí entran en el ámbito de ITAR
    Legalmente podría argumentarse que esto está al nivel de un juguete, pero si atrae atención mediática, el riesgo legal puede crecer

• Alguien opinó que mencionar públicamente una “implementación de MANPADS” fue una elección arriesgada
  Aun así, le da curiosidad ver también una versión ATGM

• Fue llamativa la declaración de que “la tecnología avanzada de defensa aérea ya está al alcance de las personas”
  A mucha gente eso le va a incomodar

  • También había descripciones poéticas como “por qué el sol tarda tanto en morir”
  • Al final también apareció la interpretación cínica de que “ahora cualquiera puede derribar un avión de pasajeros”

• Alguien ve este proyecto como producto de una válvula de escape para el estrés
  La realidad de vivir bajo ataques de drones en lugares como Israel, Irán, Medio Oriente o Ucrania pudo haber dado origen a ideas así
  Un sistema antiaéreo barato podría equilibrar la guerra de drones

  • Pero por otro lado, los drones caseros también son el único contrapeso frente a ejércitos poderosos
    En lugares como Gaza, ningún equipo casero puede detener una bomba de 2000 libras
  • Los MANPADS originalmente son para helicópteros o aeronaves de baja altitud, así que probablemente serían poco eficaces contra los drones pequeños usados en Ucrania

• Este proyecto es todavía más barato que el misil de crucero casero de US$5000 de Bruce Simpson
  Aquel misil de 2003 estaba basado en pulsejet y era parecido a un V-1 guiado por GPS