La CONAE y la arquitectura satelital segmentada. El futuro nos está alcanzando

El fin de los satélites monolíticos y la llegada de la arquitectura segmentada. De esta manera podríamos definir el futuro del Plan Nacional Espacial elaborado por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales.

Por Javier García, ArgentinaEnElEspacio

Satélite SARE. Representación artística: MINDEF.

Introducción 

En 1996 la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) iniciaba un exitoso ciclo de misiones satelitales a través del lanzamiento del SAC-B, un mini satélite de 191 kg cuya finalidad era investigar las fuentes explosivas intergalácticas de alta energía, la radiación de rayos X, y la aceleración de partículas. Si bien esta misión satelital no tuvo un final feliz debido a un lanzamiento fallido por problemas en el cohete inyector Pegasus XL, la CONAE no se desanimó y continuó transitando un sendero de desarrollo que la llevó a diseñar satélites de mayor porte, delegando a su vez en la empresa estatal INVAP la tarea de construirlos.

De esta manera la CONAE comenzó a transitar un camino plagado de éxitos, diseñando satélites cada vez mayores, pasando por la exitosa misión SAC-D Aquarius (cuya masa era de 1600 kg.) en 2011, y llegando hasta la actualidad con la serie SAOCOM, satélites de 3 toneladas que portarán complejos Radares de Apertura Sintética (SAR), y cuyas antenas una vez desplegadas alcanzarán los 10 metros de longitud.

Esta realidad está a punto de cambiar; Los satélites monolíticos darán paso a los mini satélites de la serie SARE. Los satélites SAC-E/SABIAMAR a ser desarrollados en conjunto con Brasil, serán probablemente, los últimos satélites monolíticos que la CONAE desarrolle de aquí en los próximos años.

El futuro nos espera

Uno de los más ambiciosos objetivos de la CONAE es lograr, mediante medios propios, ser quien determina QUE lanzar, CUANDO, y COMO hacerlo. Para ello, el Plan Espacial 2013-2024 contempla el desarrollo de una nueva serie de satélites denominada SARE (Satélites de Alta Revisita). Una constelación de mini satélites cuyo objetivo será la observación de la tierra por medios ópticos y microondas, y que permita el ensayo en vuelo de componentes de producción nacional, para lo cual la CONAE ha definido una novedosa línea de desarrollo denominada Arquitectura Satelital Segmentada. 

El objetivo de la serie SARE es colocar en órbita varios satélites medianos, de entre 100 y 400 Kg. de peso, que orbitarán muy próximos unos de otros y se comunicarán entre sí en el espacio, pudiendo a la vez transportar diversos tipos de instrumentos (carga útil), brindando de esta manera los servicios necesarios para el funcionamiento del conjunto.

Esta arquitectura segmentada traerá una serie de beneficios: -Bajo costo de lanzamiento, que será efectuado mediante el cohete Tronador II que la CONAE está desarrollando a tal fin. 

-La posibilidad de agregar nuevos instrumentos a los que ya están en órbita en forma rápida, respondiendo así a una nueva aplicación que resulte de una nueva necesidad. 

-La posibilidad de reemplazar rápidamente un componente (modulo) dañado, tanto de la carga útil como de los servicios de apoyo, manteniendo la continuidad de servicio del conjunto.

La serie SARE contará con dos tipos de plataformas, SARE pasivo y SARE activo, los primeros de los cuales están siendo construidos por la CONAE en sus instalaciones de Falda del Carmen, provincia de Córdoba. Allí la CONAE dispone de facilidades propias (CETT) que le permiten construir y realizar los ensayos ambientales de los satélites. Se da aquí un cambio de metodología de trabajo respecto a lo que venía aconteciendo en el pasado, donde CONAE realizada el diseño del satélite y encargaba luego a la estatal INVAP la construcción del mismo. Los satélites de la serie SARE son diseñados y construidos por la propia CONAE.

Los satélites de la serie SAC-E/SABIAMAR podrían ser los últimos que la empresa estatal INVAP desarrolle para la CONAE. Los futuros desarrollos de INVAP serán para empresas como ARSAT y potenciales clientes del extranjero.

SARE pasivo y SARE activo

La serie SARE Pasivo será la encargada de continuar la exitosa serie SAC, y su carga útil estará conformada por instrumentos centrados en el rango óptico y de microondas pasivo. Las misiones satelitales que se vayan definiendo en el futuro determinarán el tipo de instrumentos de la carga útil y sus características principales.

Según información brindada por CONAE “Las primeras misiones de esta serie estarán formadas por un grupo de satélites con cámaras de resolución espacial métrica y sub-métrica y cámaras de alta sensibilidad, en lanzamientos sucesivos, incluyendo también un sistema de colección de datos”.

Por su parte, la serie SARE Activo “contendrá como carga útil instrumentos de microondas activo, dando continuidad al programa SAOCOM e incluyendo un sistema láser LIDAR.”

Sistema de navegación

CONAE dejó trascender que los satélites de la serie SARE seran para observación sobre Argentina. El satélite está completamente operativo solo en parte de la órbita (sobre el territorio nacional).

Para ello, se ha estado trabajando en el desarrollo de un sistema de navegación de bajo costo que utilizará una técnica denominada Navegación Visual. Una técnica mediante la cual el satélite utiliza la propia cámara de observación (utilizada para la adquisición de imágenes de la tierra), para determinación de actitud y órbita, reduciendo así masa y volumen (y en consecuencia, costo). 

Un sensor denominado “Ground Tracker” calcula en tiempo real actitud y órbita a través del procesamiento de imágenes, utilizando un mapa de referencia del área de interés que lleva almacenado en la memoria de la computadora para comparar con la imagen instantánea, determinando así la orientación y el posicionamiento. Para las misiones SARE solo el área de Argentina es el área de interés para los sensores ópticos, así el mapa almacenado se reduce a un solo país (Argentina).

Los satélites de la serie SARE dispondrán además de magnetómetros, sensores solares, GPS y giróscopos, ya que su pequeño tamaño, volumen y costo permiten hoy contar con estas tecnologías aun en los micro satélites. La navegación visual puede ser utilizada como un “backup” de dichos dispositivos, pero  el objetivo de la misma es obtener la orientación y cálculo de órbita en tiempo real, sin ayuda externa.

Características de la arquitectura segmentada

• Módulos operando en red
• Comunicaciones inalámbricas
• Computación distribuida
• Navegación en cluster
• Transferencia de energía inalámbrica
• Cargas útiles distribuidas
• Lanzador propio

Los satélites de la serie SARE tendrán capacidades similares a las de los satélites monolíticos, pero a diferencia de estos, contarán con la ventaja de la flexibilidad para agregar módulos o reconfigurar el satélite, durante su desarrollo y en cualquier momento de su vida útil. Además, ante la falla de uno de los componentes, podrá efectuar la diversificación de ciertas funciones entre módulos, o el completo remplazo del satélite (módulo) dañado.

Capacidad propia de lanzamiento

Para concretar este ambicioso plan la Comisión Nacional de Actividades Espaciales se encuentra desarrollando el cohete Tronador II que será el encargado de colocar en órbita los satélites, y que deberá contar con una altísima precisión para poder inyectar cada modulo en una órbita muy cercana a la de los otros satélites que componen la constelación. A tal fin, la CONAE ya ha iniciado las obras de construcción de la base de lanzamientos del tronador II en las cercanías de Puerto Belgrano, provincia de Buenos Aires.

Mockup del Tronador II. Foto: Alberto Amante

Según declaraciones recientes del ministro de Ciencia y Tecnología, Lino Barañao, el Tronador II podría también utilizarse para brindar servicio de lanzamiento de pequeños satélites "a otros países de la región", y porqué no a instituciones de otros continentes ya que existe en la actualidad una gran demanda de lanzadores debido al auge de los nano, pico, y femto satélites.

Conclusión

El camino de la arquitectura segmentada elegido por CONAE es sin dudas una gran y osada apuesta, a la vez que altamente desafiante, pero que de concretarse con éxito, colocará definitivamente a la Argentina en las grandes ligas del mundo aeroespacial.