Defensa

Defensa pondrá en órbita minisatélites para controlar el cambio climático

El INTA está desarrollando un programa con tres misiones de observación de la Tierra. Se utilizarán para monitorizar los pantanos, hacer mediciones de ozono...

Imagen de un CLUSTER de satélites (Foto: INTA).
photo_cameraImagen de un CLUSTER de satélites (Foto: INTA).

El Ministerio de Defensa refuerza su carrera espacial. Si en febrero de 2018 puso en órbita el satélite ‘espía’ PAZ, en unos años lanzará al espacio constelaciones de varios minisatélites, de un tamaño mucho menor y que orbitarán a menor altura, y que tendrán aplicaciones de un carácter más civil que el PAZ.

Confidencial Digital ha podido comprobar que el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ‘Esteban Terradas’ (INTA), dependiente de la Secretaría de Estado de Defensa, ha puesto en marcha el proceso de compra de elementos ópticos para dotar a unos satélites de menor tamaño que el habitual. La adquisición es sólo un paso dentro de un amplio programa con el que en los próximos años este organismo de Defensa lanzará varias constelaciones de minisatélites.

En 2021, a vigilar pantanos

ANSER, Advances Nanosatellites Systems for Earth observation Research: esa es la denominación elegida por el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ‘Esteban Terradas’ para la primera misión de observación de la Tierra, dentro del programa de Constelaciones de Pequeños Satélites que lleva desarrollando unos años, y que tendrá en 2021 su gran hito.

El jefe de este proyecto del INTA, Santiago Rodriguez Bustabad, explica que en ese año serán puestos en órbita los minisatélites de la misión ANSER. Dichos satélites no tendrán una misión, en principio, militar, sino que servirán para monitorizar la calidad de las aguas continentales en la Península Ibérica, concretamente el agua de los embalses y pantanos en la España peninsular.

Esta será la misión piloto de observación de la Tierra del programa de constelaciones de minisatélites del INTA, y servirá para poner las bases del desarrollo de la tecnología para nuevas misiones. Desde el instituto explican a ECD que los objetivos serán cinco:

1. Desarrollo de la tecnología de control de vuelo en formación (FFC) utilizando resistencia aerodinámica (Differential Lift and Drag).

2. Desarrollo de la tecnología de control de actitud capaz de cubrir los requisitos de apuntamiento para observación y de orientación para control orbital (FFC).

3. Desarrollo de un sistema de comunicaciones entre satélites que permita el control global de cada CLUSTER de una constelación.

4. Diseño de una carga útil fraccionada para observación de la Tierra y estudio de Calidad de Aguas Continentales a partir de una cámara hiper-espectral en miniatura.

5. Diseño de un Centro de Misión específico para el control y operación de una constelación de Nanosatélites.

Estudio del cambio climático

La misión ANSER de monitorización de embalses será la primera, en 2021, y dos años después llegará el lanzamiento al espacio de la segunda misión de minisatélites. Con la denominación de ANSAT, desde 2023 operará otra constelación de pequeños satélites del organismo del Ministerio de Defensa: en este segundo caso, con la misión de realizar mediciones de gases atmosféricos asociados al estudio de calidad del aire, cambio climático y ozono polar.

Y ya más tarde, la culminación del programa llegará con la misión ANSAR, consistente en la “implementación de un Sistema de Observación SAR (Radar de Apertura Sintética) en una plataforma distribuida”, una misión que desde el INTA aseguran que será “de extremada complejidad”.

Sobre la característica de estas misiones, hay que tener en cuenta que si bien el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ‘Esteban Terradas’ es un organismo militar, dependiente del Ministerio de Defensa y concretamente de la Secretaría de Estado de Defensa, está especializado en la investigación y el desarrollo tecnológico, de carácter dual, en los ámbitos aeroespacial de la aeronáutica, la hidrodinámica y las tecnologías de la defensa y seguridad

Los minisatélites

¿Qué es un minisatélite o nanosatélite? Se denomina así a plataformas por debajo de los 10 kilogramos de masa, que han dado el salto de la experimentación en universidades e institutos tecnológicos, y que ya están convirtiéndose en un complemento, y en ocasiones en una alternativa, a las tradicionales grandes misiones de satélites. Además, cuentan con la ventaja de que permiten reducir de forma drástica los tiempos y costes de desarrollo asociados a los sistemas espaciales.

Al abordar cómo los minisatélites pueden servir para misiones más complejas que las que llevan a cabo hasta el momento, se ha abierto la opción de desarrollar lo que se denomina una “constelación” de minisatélites de pequeño tamaño, que operan de forma coordinada, distribuyéndose las zonas de la superficie terrestre que cubren como si fuesen un solo elemento espacial.

Proyectos como ANSER (la misión de observación de aguas embalsadas) se basan en un clúster de cuatro satélites, un líder y tres seguidores, que operan en distancias cercanas, con una separación máxima entre ellos de diez kilómetros, lo que se denomina Control de Vuelo en Formación.

Al tener sólo tres kilogramos de masa, es difícil instalarles un sistema de propulsión a bordo. Así que se trata de aprovechar la leve resistencia aerodinámica que existe en órbitas por debajo de 500 kilómetros para mantener el control del vuelo en formación. Según explican desde el INTA, los desplazamientos relativos dentro del plano orbital se realizan aprovechando la fuerza de frenado atmosférico (Drag), mientras que los desplazamientos transversales al plano orbital se consiguen haciendo uso de la fuerza de sustentación atmosférica (Lift).

El problema es que la resistencia aerodinámica limita la vida máxima de la misión a unos tres años, pudiendo ser de solo nueve meses si el lanzamiento se produce por ejemplo desde la Estación Espacial Internacional (ISS).

En general, se considera que los satélites posicionados en alturas iniciales por debajo de 500 kilómetros tienen como límite de duración tres años, y si llegan a orbitar por encima de 650 kilómetros, se convierten en basura espacial permanente si no disponen de un sistema de propulsión que lo precipite a tierra al final de su vida útil.

Por estas limitaciones, las constelaciones de nanosatélites programadas para operar entorno a los diez años han de ser continuamente renovadas con una periodicidad de entre uno y tres años. Pero el responsable de este proyecto militar explica que eso, “lejos de suponer una limitación, gracias al realmente bajo coste recurrente de este tipo de plataformas, alrededor de 70.000 euros, esta renovación no solo es viable económicamente, sino que permite, gracias al ya señalado uso de estándares, la continua actualización tecnológica de las constelaciones incorporando nuevos subsistemas, sensores, técnicas de control, etc. Se trata pues, de forma similar al software, de una auténtica recarga en vuelo de hardware. Como consecuencia, el sistema nunca se volverá obsoleto, aumenta su versatilidad y se hace muchísimo más competitivo”.

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