Los cálculos más pesimistas de los responsables del proyecto prevén que el satélite funcione durante unos seis meses antes de que algunos de sus componentes empiecen a deteriorarse, pero puede llegar a durar unos cinco años.
Satélites.
Los satélites artificiales son máquinas enviadas al espacio que orbitan alrededor de algún cuerpo celeste, como un planeta o un asteroide. Una vez que cumplen su vida útil quedan flotando como basura espacial. Hay satélites que pesan más de una tonelada y otros menos de un kilo. El primero fue el Sputnik, que envió al espacio la Unión Soviética en 1957.
Según las estimaciones de la NASA, la agencia espacial estadounidense, hay en órbita aproximadamente 3.000 satélites, y otros tantos orbitan en desuso, según la base de datos de CelesTrak.
También hay decenas de miles de pequeños pedazos de satélites que forman una nube de desechos con diferentes densidades, dependiendo de la distancia a la que se encuentren de la superficie terrestre. A baja altura hay una gran concentración, luego disminuye y vuelve a aumentar más arriba en la zona de los satélites geoestacionarios, generalmente utilizados para las comunicaciones, comenta Tabaré Gallardo, profesor agregado del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias.
La mayoría de los satélites son enviados al espacio con fines comerciales; más de la mitad pertenecen a la industria de las telecomunicaciones, aunque también hay otros dedicados a la navegación, la vigilancia militar, la astrofísica, la ciencia y la meteorología.
El modelo CubeSat es un tipo de satélite que se suele usar con fines educativos y de investigación. Solo la Iniciativa de Lanzamiento CubeSat de la NASA prevé enviar al espacio entre 2013 y 2014 un total de 33 satélites CubeSat.
La investigación.
“¿Por qué la Facultad no hace un satélite?”. La pregunta se la formularon durante una reunión en diciembre del 2006 autoridades de la Facultad de Ingeniería (Fing) y científicos radicados en Suecia y Francia, que sabían que muchas universidades del mundo los construyen.
Juan Pechiar, profesor adjunto del Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Fing, quedó a cargo de la gestión del proyecto. “La Facultad me dijo: ‘Muy lindo proyecto, pero tenés cero presupuesto’”, recuerda. El docente empezó a investigar y encontró el estándar CubeSat, que permite realizar lanzamientos con solo ceñirse a sus características, que están diseñadas para caber en un cohete.
En el 2007, Pechiar empezó a reclutar alumnos de grado de la Facultad que tenían que realizar sus proyectos finales para recibirse. En los años siguientes, cada módulo del satélite fue un proyecto de grado.
Construyeron un prototipo que consistía en una caja con sistemas electrónicos, parecida al satélite pero más simple. Entre 2008 y 2010 hicieron cuatro pruebas enviando el prototipo al cielo en globos sonda de helio desde la base aérea de Durazno. Los globos llegaron a elevarse a 33 kilómetros, hasta que reventaban y caían en el campo. El objetivo era acostumbrarse a diseñar equipos de radio, a trabajar en temperaturas extremas, con radiación cósmica o con telemetría.
En paralelo, los investigadores trabajaron en los primeros prototipos de los módulos que van dentro del satélite y se contactaron con Antel. Un día, Cosse visitó la exposición de proyectos “Ingeniería de Muestra”, conoció a Pechiar y lo invitó a discutir el proyecto. En el 2011 la empresa estatal y la Fing firmaron un acuerdo para hacer el satélite en conjunto. La inversión total, según Cosse, es de U$S 700.000 entre el diseño, la construcción, los ensayos y el lanzamiento.
Todos los componentes del satélite son fabricados por Antel y la Fing. Los CubeSat se pueden armar comprando sus piezas en Internet. “Pero así no aprendés nada. Acá no va nada comprado”, enfatiza Pechiar.
“Los países que tienen desarrollo científico y tecnológico se la pasan inventando la rueda de vuelta, porque el valor es que lo hacen ellos”, agrega Cosse.
El diseño de Antelsat obligó a los investigadores a desarrollar un aparato que pueda soportar las condiciones que solo existen en el espacio.
“Parece un ambiente silencioso allá arriba, pero es bastante violento. Las temperaturas son extremas y en una hora y media que demora la órbita pasa de estar en la sombra a estar al sol, pasa de calor a frío, hay muchísima radiación cósmica, y eso hace fallar la electrónica, degrada los paneles solares, se puede estar reiniciando a cada rato —describe Pechiar—. Y uno no puede ir arriba y desenchufarlo o cambiarle la pila”.
“Ya en el cohete los niveles de vibración e impacto durante el lanzamiento son terribles, entonces hay que asegurarse en los ensayos de que nada se rompa. Esto cambia la forma en que uno está acostumbrado a hacer ingeniería. Es un trabajo de muchos años y tiene que andar”, sostiene.
Durante todo el proyecto llegaron a trabajar unas 60 personas. Muchos de ellos son los mejores del país en su rubro, dice Pechiar. “No hay nadie en Uruguay que sepa de energía como la gente que está trabajando en el módulo de energía. Al principio no sabían nada y ahora son especialistas. Se ha generado conocimiento y capacidades que en el país no existían, solo por el hecho de resolver este problema”.
El cubo.
Una unidad de un CubeSat es un cubo de 10 centímetros de alto por 10 de ancho y de largo. Antelsat es un CubeSat de dos unidades, es decir que tiene 20 centímetros de largo. Cinco de sus caras están cubiertas por paneles solares negros que abastecen a la batería. Adentro tiene varias placas paralelas y transversales, cada una con una función, cuatro transmisores de radio, dos receptores de radio, dos cámaras y un control.
La parte de “aviónica” del satélite, es decir los sistemas de energía, comunicación y todo lo que necesita para funcionar, lo hace la Fing. Y la carga, o payload, es diseñada por Antel. Ese es el producto que se envía dentro del satélite, en este caso un sistema con cámaras, transmisión y compresión de esas imágenes.
Una de las partes más complejas es el “control de actitud”, que permite examinar la orientación del satélite respecto a la Tierra. La cara que no lleva paneles tiene antenas de transmisión de banda ancha para mandar las imágenes y dos cámaras, una que toma imágenes infrarrojo y otra que toma imágenes en color. El satélite tiene que asegurarse de que esa cara esté mirando al piso, porque en el espacio, donde no hay gravedad, los objetos flotan fuera de control. Mediante mediciones de campo magnético y de la posición del sol, el satélite calcula en forma automática cómo debe colocarse. “Tiene que poder hacerlo solo y tiene que sobrevivir allá”, dice Pechiar.
También es un desafío de ingeniería el sistema de energía, ya que algunos paneles solares pueden estar expuestos a una temperatura de 80ºC y otros a –30ºC o –40ºC.
Además, el satélite tiene que llegar limpio al lanzamiento. Por eso el desarrollo se hace con dos modelos. Uno es el que se toca para hacer la mayoría de las pruebas y el otro es el modelo “de vuelo”, que se trata con mucho cuidado. “Va en un cohete con otros satélites, entonces no puede ir sucio, no puede ir con tierra o manchas de grasa, porque se calienta con el sol y te arruina un panel solar”, explicó Pechiar.
El armado del modelo de vuelo se hace en una “sala blanca”, con aire filtrado, para evitar que se ensucie. Esa es parte de la infraestructura que se debe construir, además de las dos estaciones que se van a comunicar con el satélite. Una es la estación Manga de Antel y la otra se montará en la Fing.
Las cámaras instaladas en el satélite van a tomar fotografías de 5 megapixels con una resolución de unos 80 metros por pixel. Cruzando las imágenes infrarrojas con las de color se obtiene información que tiene aplicaciones para la agricultura; se podrá calcular con las fotos una serie de indicadores, como el índice verde. “Se usa para saber el grado de hidratación de un cultivo, entonces te puede decir si va a venir mal la cosecha, o si está demasiado seco y hay riesgo de incendio”, explica Pechiar.
“En la agricultura nacional no hay ese tipo de cosas y es una buena manera de empezar a introducirlas”, sostiene Cosse.
También se podrá usar para prever fenómenos meteorológicos.
Conocimiento.
Una vez que Antelsat se haya deteriorado por la exposición al calor y a las radiaciones, los golpes de objetos celestes y otras amenazas que surcan el espacio, puede llegar a estar orbitando como basura espacial durante unas dos décadas.
Pero Cosse y Pechiar auguran que para entonces Uruguay va a haber logrado nuevos avances a partir del desarrollo de su primer satélite.
A juicio de la presidenta de Antel, el proyecto va a dejarle al país “más ingenieros más capaces, una empresa pública que ya se metió en un proyecto de investigación científica y tecnológica, y el comienzo de un camino de investigación conjunta”.
“Este no es un proyecto para tener un producto, sino para tener una mecánica de colaboración muy estrecha”, afirma.
“El 99,99% de la investigación científica en Uruguay ha recaído en la Udelar, y está bien, y las demás universidades también deben investigar. Pero deberíamos lograr que las empresas privadas requieran investigación y que las empresas públicas sean un demandante de investigación y además lo hagan”, opina Cosse.
Pechiar coincide en que “es una excusa para desarrollar líneas de conocimiento” que “se usan para proyectos de biotécnica, telecomunicaciones, energía, software para condiciones críticas, como un equipo médico implantable o un sistema automático que maneja un tractor”.
“En este camino de investigación conjunta, cuando vos te ponés a investigar algo en una placa vas a solucionar un problema concreto pero en ese camino descubrís muchas otras cosas —evalúa la presidenta de Antel—. Yo creo que este proyecto lo vamos a continuar de alguna forma porque hemos generado juntos un equipo de gente muy capaz que sabe algo que antes no sabía. Entonces queda un camino para los estudiantes que vienen”.
Desarrollo
2013-03-07T00:00:00
2013-03-07T00:00:00
