Satélites menguantes

LA MINIATURIZACIÓN GUÍA A LA INDUSTRIA ESPACIAL

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Los nanosatélites tienen un tamaño estándar de 30 x 10 x 10 centímetros, aunque puede variar siempre en aumentos de 10 en 10 centímetros. En la imagen, OneWeb, diseñado por Airbus Defence and Space.
Los nanosatélites tienen un tamaño estándar de 30 x 10 x 10 centímetros, aunque puede variar siempre en aumentos de 10 en 10 centímetros. En la imagen, OneWeb, diseñado por Airbus Defence and Space.
A finales de 2015, más de 500 nanosatélites estarán en órbita y, a pesar de que comercialmente no reinarán, son el campo de pruebas de una industria que evoluciona para afrontar el desafío de proveer servicios globalmente accesibles.

Por: Lola Sánchez

A primera vista, los nanosatélites lo tienen todo para triunfar. Junto a los famosos CubeSat, aplicados fundamentalmente a la investigación, empezaron a poblar el espacio hace alrededor de una década y no paran de multiplicarse. Existen varias razones. En primer lugar, resultan más baratos y fáciles de construir que los convencionales. Además, son más ligeros, con un peso de entre uno y diez kilogramos frente a los cientos y hasta miles de kilos de los satélites comerciales convencionales. Son más sencillos de testar y de lanzar al espacio y están cada vez más preparados para realizar procesos informáticos complejos gracias a la permanente evolución de sus componentes electrónicos. Y, lo más importante (de ahí su denominación), el tamaño: el más extendido es el de 30 x 10 x 10 centímetros, aunque puede variar y normalmente aumenta de 10 en 10 centímetros.

Si hasta noviembre de 2013 se habían lanzado 75 nanosatélites, en los tres meses siguientes se pusieron en órbita otros 94 y, a finales de 2015, habrá más de medio millar, de acuerdo con las predicciones de la consultora Deloitte que, en su informe Predicciones de tecnología, medios de comunicación y telecomunicaciones 2015, identifica a los nanosatélites como una de las tecnologías a las que seguir la pista.

“Los CubeSat y nanosatélites, que hasta la actualidad han estado muy ligados al mundo académico de investigación y validación tecnológica dentro de las universidades, serán parte de las soluciones encaminadas a dar servicios globales, impulsando los desarrollos de miniaturización de componentes y sensores de misión del propio satélite y, a nivel de lanzadores, evolucionando a soluciones muy económicas de puesta en órbita”, explica Francisco Lechón, responsable de Comunicación y RSC de Space Systems en Airbus DS en España.

[quote_left]Las constelaciones de minisatélites prestarán servicios globales con baja latencia y en tiempo real[/quote_left]

Según él, “se trata de un nuevo espacio en el que coexistirá la demanda de servicios muy específicos, basados en productos satelitales sofisticados de alta calidad y altas prestaciones, con aplicaciones globales para dar servicios low cost basadas en infraestructuras muy recurrentes”.

Y en este nuevo espacio, pequeños satélites o minisatélites, con un peso de entre 100 y 500 kilos, y los microsatélites, de 10 a 100 kilos, por el momento ganan la partida. De hecho, y como sentencia Deloitte, “si analizamos el mercado actual de satélites, valorado en 200.000 millones de dólares, aproximadamente un 80% es casi con total seguridad inabordable para cualquier dispositivo espacial con un peso inferior a 10 kilos tanto a día de hoy como en lo que resta de 2015”.

TRES GRANDES RETOS
El tamaño importa y, a diferencia de lo ocurrido en el mundo de la informática personal, en el que se ha logrado una impresionante reducción del tamaño ganando funcionalidad y potencia, la pequeña dimensión de los nanosatélites les dificulta para responder a tres exigencias básicas: permanecer en órbita en la posición correcta, transmitir suficiente energía de vuelta a la Tierra –para que incluso los receptores pequeños puedan aprovecharla– y sensibilidad para detectar elementos relativamente pequeños.

Respecto a la estabilidad, el reducido volumen de estos ingenios electrónicos provoca que su capacidad interna sea muy inferior a la de sus hermanos mayores, que alojan internamente giroscopios y ruedas de reacción para permanecer en órbita en la posición correcta, así como propulsores alimentados por distintos combustibles para mantener una órbita estable a pesar de la gravedad o de los altos niveles de fricción en las capas más altas de la atmósfera.

Aunque la primera de estas limitaciones se ha atenuado con el uso de giroscopios y ruedas de reacción miniaturizados, en los nanosatélites no hay espacio para propulsores, lo que limita su vida útil. Esta incapacidad es, además, más acusada a distancias de entre 160 y 500 kilómetros. Y es justamente en Órbitas Terrestres Bajas (LEO), es decir, a menos de 2.000 kilómetros, donde se concentran las propuestas de aplicación de los nanosatélites.

La potencia es también un problema, no en términos de proceso de datos, sino en cuanto al resultado de ese procesamiento y su transmisión de retorno a la Tierra. Un satélite de TV o una constelación de satélites GPS, sea de observación o de comunicación, tiene una potencia de unos pocos microvatios o incluso nanovatios, mientras que, de vuelta, ha de transmitir decenas, centenares o miles de vatios, incluso desde las órbitas más bajas.

Ciertamente, el Sol puede ser un aliado. En pocos metros cuadrados, es posible instalar paneles solares capaces de emitir los miles de vatios necesarios, por ejemplo, en los satélites GPS. Combinando esta tecnología con baterías de iones de litio para los periodos en los que el Sol se oculta tras la Tierra, se cubren las necesidades. Pero los nanosatélites no disponen de suficiente espacio para albergar células solares o baterías con la capacidad necesaria. Lo mismo sucede con las antenas.

El tercer reto radica en la sensibilidad. Las principales aplicaciones comerciales exigen un alto grado de sensibilidad que se consigue con sensores y tecnología óptica. Y también aquí los nanosatélites están limitados.

LOS MINI, EN LA DELANTERA
De modo que, por lo pronto, son los minisatélites los que marcan el paso. “Los nanosatélites fueron los primeros que se postularon como solución económica”, afirma Lechón. “Sin embargo, son los minisatélites los que han ido ganando terreno en aplicaciones concretas y reales”.

La Agencia Espacial Europea (ESA) es pionera en el uso de minisatélites con su familia Proba, integrada por pequeños ingenios de menos de un metro cúbico. El Proba-2 permitió, por ejemplo, la observación, durante una docena de segundos, de dos periodos del eclipse total del Sol que tuvo lugar el pasado marzo.

Ya están también en marcha programas dirigidos a desarrollar constelaciones de minisatélites para prestar servicios globales, tanto de telecomunicaciones como de observación de la Tierra –con baja latencia y en tiempo real–, iniciativas que cuentan con el impuso de gigantes como Apple, Google, Facebook o Amazon.

Un ejemplo es el de la empresa estadounidense de transporte aeroespacial SpaceX, creada por Elon Musk, cofundador de Paypal, respaldada por Google y el fondo de inversión Fidelity, en un proyecto que contempla la puesta en órbita de alrededor de 4.000 pequeños satélites para ofrecer Internet de alta velocidad.

Otra iniciativa destacable es OneWeb que, financiada por Qualcomm y el grupo Virgin, también pretende proporcionar conectividad global a la Red. Airbus Defence and Space ha sido la compañía elegida para diseñar y fabricar 900 minisatélites, de unos 150 kilos cada uno, cuyo lanzamiento está previsto a partir de 2018, configurando una constelación en Órbita Terrestre Baja. “Se trata de crear una capacidad puntera de fabricación de grandes volúmenes de satélites que será revolucionaria para la industria espacial mundial”, augura Lechón.