jueves, 19 de junio de 2014

AntelSat, el primer satélite uruguayo



 Está todo listo para el lanzamiento hoy a las 16:11 hrs. de Montevideo (19:11 GMT) de AntelSat el primer satélite uruguayo. Se trata de un satélite del tipo nanosatélite, también conocidos como CubeSats. Posee dimensiones pequeñas y estructuras muy ligera, pero cuentan con todas las capacidades requeridas para operar en órbita de la Tierra en forma autónoma, exactamente de la misma forma que los satélites 'normales'.

 La tecnología de los nanosatélites es un estándar tecnológico que permite el acceso al espacio a países que no poseen infraestructura suficiente. Pocos países tienen programas espaciales, o son capaces de lanzar sus propios satélites. Es mayor el número de países que poseen satélites propios, lanzados comercialmente con cohetes de Rusia, Estados Unidos, Unión Europea, China o Japón. Sin embargo la construcción de este tipo de equipos es costosa, y también está en manos de pocos países. Mediante la tecnología de los CubeSats se ha logrado que países pequeños, instituciones educativas y de investigación, y en general, organizaciones de todo tipo accedan al espacio.

Aunque en inglés, este video explica en forma muy clara qué es un nanosatélite.

 AntelSat tiene unas dimensiones de 10cm x 10cm x 20cm: está integrado por dos unidades básicas de 10 x 10 cm, que son las dimensiones mínimas que pueden alcanzar los nanosatélites y una masa de unos 1,7 kg. Esta construcción modular permite el ensamblado de satélites con diverso tipo de misiones y capacidades, en base a la carga útil diseñada para una misión específica. Toda la aviónica, es decir los equipos necesarios para el funcionamiento de AntelSat se desarrollaron en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República. Esta incluye:

 - un módulo de 4 baterías independientes, con su sistemas de carga propios, 
 - un módulo de gestión de energía, destinado a optimizar la obtención de la misma mediante paneles solares y carga las baterías, 
 - el módulo de control principal, que gestiona las comunicaciones con la Tierra,
 - módulo de comunicaciones 1, que tiene un receptor de telecomando y una radiobaliza que utiliza código Morse y emite en banda CW de 437.280 MHz, con período de 60 segundos,
 - módulo de comunicaciones 2, con un segundo receptor de señales y un transmisor para telemetría e imágenes en baja resolución, que transmite en una frecuencia de 437.575 MHz a 1200 Baudios.
 - módulo de orientación y control de actitud para mantener orientadas a tierra la cámara y las antenas de transmisión de datos.

Así es AntelSat en su configuración final.


Estructura de AntelSat.


 La carga útil de AntelSat fue desarrollada por ANTEL y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la Rupública, y consiste en un sistema de observación terrestre equipado con un sistema de captura y transmisión de imágenes. Tiene integrado un módulo de control, para comunicarse con la aviónica y con el control de tierra. El módulo FPGA se encarga de procesar las imágenes obtenidas por las cámaras y comprimirlas para su transmisión a tierra. El algoritmo encargado de eso se llama LOCO-I y también es un desarrollo nacional. AntelSat está equipado con dos cámaras: una en luz visible y otra para captar imágenes en el infrarrojo cercano. Toda la información generada por AntelSat se transmite con el módulo de transmisión formado por dos transmisores que emite señales en banda S en la frecuencia de 2.4 GHz.
 La estructura de AntelSat es un marco de aluminio anodizado especialmente fabricado para aplicaciones espaciales, y los paneles solares de gran eficiencia, también diseñados para ser utilizados en el espacio.


AntelSat en momentos de su ensamblado. Le falta el 'vestido' de paneles solares.


 Para lanzar estos pequeños satélites se disponen de diversos recursos: inicialmente se acomodaban en plataformas especiales, situadas en las cargas de pago de cohetes que transportan satélites de mayor porte. Existe una gran disponibilidad de lanzadores, como producto de la creciente y sostenida industria espacial que permite lanzar a estos pequeños y livianos satélites. Recientemente se han comenzado a desplegar nanosatélites utilizando como base la Estación Espacial Internacional. A tales efectos el módulo japonés Kibo dispone de una esclusa de aire para desplegar mediante una plataforma automática a estos dispositivos.

 Lo interesante de todo esto es que AntelSat será lanzado mediante un cohete ruso Dnepr, operado por la corporación rusa Kosmotras. Este lanzador impulsado por combustible líquido está formado por tres etapas, tiene unas dimensiones de 34,43 x 3 metros, una masa de 211 toneladas y dispone de una capacidad de carga de hasta 3,7 toneladas en órbita baja. Se trata de una adaptación del misil balístico intercontinental (ICBM) R-36M1 (R-36MUTTKh o RS-20) designado en occidente como 'SS-18 Satán', y diseñado por la Unión Soviética. El programa Dnepr se desarrolló como oportunidad para darle uso civil a estos misiles que fueron desactivados en el marco de los acuerdos de reducción de armas estratégicas entre los Estados Unidos y la Unión Soviética. 

Esquema del Dnepr.


 El combustible (propergol) utilizado por el Dnepr es del tipo hipergólico: el combustible (dimetrilhidracina asimétrica, UDMH) y el oxidante (tetróxido de nitrógeno) entran en ignición en el momento en que se ponen en contacto, de manera que no es necesario un sistema externo para activar el motor del cohete. El uso de estos combustibles líquidos está destinado para sistemas militares, por tratarse de productos altamente reactivos y tóxicos, y por lo tanto de manejo delicado. Los soviéticos desarrollaron esta tecnología para sus lanzadores militares, mientras que los Estados Unidos optaron por sistemas de lanzamiento de combustible sólido. En ambos casos estos sistemas permiten almacenar a los misiles en sus correspondientes silos, cargados y listos para ser disparados en pocos minutos, tal como la estrategia de disuasión nuclear imponía en la Guerra Fría.


AntelSat y el resto de los 33 satélites que comparten el Dnepr listos para ser lanzados en el SHM: Space Head Module. Foto: Kosmotras

Patch de la misión. Foto: Cubesat.


 AntelSat participa de una verdadera misión internacional en la que será lanzado con un total de 33 satélites, cuatro de los cuales también son nanosatélites. La carga de pago incluye al satélite español Deimos-2, TableSat-Aurora de Rusia, Perseus-M-1 y 2 de Rusia y Estados Unidos, Hodoyosi 3 y 4 de Japón, SaudiSat 4 de Arabia Saudita. Los otros cuatro nanosatélistes: el UniSat-6, perteneciente a la empresa italiana GAUSS, AeroCube-6 de Aerospace Corporation y LEMUR-1 de Nanosatisfi.

Perfil de la misión del Dnepr.


 En esta misión participan un total de 17 naciones. Realmente es todo un récord. El Dnepr será lanzado desde la base de Yasni, antigua base de lanzamiento de cohetes estratégicos de Dombarovsky, situada en el corazón de la Rusia asiática. El lanzamiento será en la noche de Yasni, a las 01:11, de manera que será 19 de junio por esos lares. Dnepr es un cohete altamente fiable, con una tasa de fiabilidad de 9,7, en la que 1 representa el 100% de confiabilidad. De manera que es de esperar que todo transcurra normalmente.

 El lanzamiento eso si, será muy distinto a las imágenes a las que estamos acostumbrados. El Dnepr no despega desde una plataforma sujeto a una torre de servicio, como lo hacen la mayoría de los lanzadores. Este cohete utiliza los silos de lanzamiento (ShPU en ruso) originalmente construidos para resistir ataques nucleares, es decir, el Dnepr está bajo tierra, en un silo, alojado en un contenedor denominado TPK. La carga de pago, ubicada en el SHM, es colocada con el misil ubicado en su silo, mediante un sistema de transporte.

Así se lanza el Dnepr.

 Para que se realice el lanzamiento, el cohete debe ser eyectado del silo, mediante un sistema que se denomina PAD (Generador de Presión a Pólvora) que lo lanza a una altura de unos 20 metros. A esa altura se activan los motores de la primera etapa, para cuya ignición se requiere simplemente la mezcla del combustible y el comburente. Simple, rápido y efectivo. Por si fuera poco, los rusos no realizan cuentas regresivas en sus lanzamientos, esas cosas son para la NASA.

 Realmente el lanzamiento es espectacular, a pesar de sus peculiares características: 


 Uruguay está a punto de convertirse en un país con su propio satélite, a pesar de los modestos objetivos de AntelSat. Se demostró que la tecnología aplicada en nuestro país es apta para estos desafíos, de manera que es un comienzo realmente interesante que deberá ser necesariamente continuado. La tecnología de los nanosatélites fue desarrollada hace 15 años por la NASA, produciéndose el primer lanzamiento en 2003. La tecnología es modular, abierta y estandarizada, permite reducir costos, permitiendo un acceso amplio de instituciones educativas, empresas, y gobiernos a la órbita terrestre. Prácticamente no le 'cuesta nada' a quienes pagan los lanzamientos pesados acomodar a estas pequeñas y ligeras cargas. En 2010 la NASA establece la CubeSat Launch Initiative, que definitivamente hace despegar, literalmente, a estas tecnologías. En 2012 se lanzaron más de 20 nanosatélites, y en 2013 se superaron los 60. 

 Inicialmente considerada como una tecnología de prueba,. hoy está claro que además de esos ussos, los nanosatélites pueden proveer plataformas de investigación científica y desarrollo tecnológicas maduras para encarar proyectos en la gran ciencia.

 Es bueno saber que desde este pequeño país podemos contribuir a la exploración espacial.

 Mañana a AntelSat le corresponde, como bien dijo Gagarin aquel 12 de abril de 1961, un Poyejali!






Los datos del Dnepr provienen de Kosmotras y Eureka.
La fotos de AntelSat de su sitio oficial.

 La aventura de este pequeño pero charrúa satélite se puede seguir en su cuenta oficial de Twitter.



4 comentarios:

Taliván Hortográfico. dijo...
Este comentario ha sido eliminado por un administrador del blog.
Jon Mikel dijo...

Siempre me ha fascinado este lanzador. Sobre todo por la flexibilidad que tiene.

Ya es la segunda vez que este lanzador bate el récord de más cargas útiles puestas en órbita de un solo lanzamiento!

Enhorabuena por este gradísimo artículo, muy detallado, ordenado y bien explicado.

Gabriel Garcia Sagario dijo...

Es un lanzador increíble, que le agrega una mayor espectacularidad a un evento de estas características.

Muchas gracias Jon, el post fue escrito a las apuradas, honestamente me agarró de sorpresa todo!

Un abrazo!

Anónimo dijo...

Se agradecen mucho los datos.
Saludo grande.

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