Historia del µSAT-1, el primer satélite diseñado en Argentina

Sigue a continuación una nota publicada (sin fecha) en el portal CIENCIA HOY, de un artículo publicado originalmente en la edición número 43 del año 1997 de dicha revista, explicando cómo se llevó a cabo el desarrollo del primer satélite diseñado y construido completamente en Argentina. 

EL PROYECTO MICROSAT: PRIMER SATÉLITE ARGENTINO EN ÓRBITA

Por Héctor H. Brito, Luis A. Murgio para Ciencia Hoy el 30/12/1997. Publicado en Número 43.

Un esfuerzo liderado por científicos cordobeses destinado a explorar las potencialidades científicas, educacionales y comerciales de satélites de peso y costo reducido.

Cohete Semiorka Molnya.

A un hipotético observador alejado de la actualidad científica le bastaría con hojear al azar un par de ejemplares recientes de las revistas Nature o Science o Scientific American para descubrir la "compulsión" de los científicos hacia temas relacionados con lo que se comenzó a llamar Ciencias de la Tierra. Artículos relacionados con el estudio de la dinámica del campo magnético terrestre, con el fenómeno del Niño -que hace unas semanas sacudió las costas del Pacífico-, estudios sobre volcanismo, calentamiento de los océanos, deriva de hielos, etc., comienzan a abundar en estas revistas. Este hecho parece indicar que el análisis de la dinámica de nuestro planeta es uno de los dos o tres temas clave de las próximas décadas. Herramientas básicas para encarar seriamente la investigación en estas áreas son las megacomputadoras, (CRAY es la más conocida), indispensables para la elaboración de modelos de predicción climática; los cohetes, ya sea para realizar mediciones in situ relacionadas con la alta atmósfera, como para el transporte de satélites, y, por último, los propios satélites como plataformas espaciales que permiten la obtención de imágenes y mediciones continuas de variables, como densidades de partículas, campos eléctricos y magnéticos, etc.

Si bien nuestro país hasta el momento no posee ninguna megacomputadora ni sostiene desarrollos relacionados con el área de la cohetería, en cambio, ha iniciado diversos emprendimientos en cuanto a la investigación y desarrollo de tecnología satelitaria.

En esta nota haremos un breve panorama cronológico de un proyecto que se inició en 1992 y que culminó con la puesta en órbita del primer satélite diseñado, construido y ensayado en la Argentina. Nos proponemos mostrar, si bien de forma algo esquemática, la multiplicidad y heterogeneidad de los obstáculos que fueron necesarios superar para su concreción, así como relatar los objetivos propuestos y los resultados alcanzados hasta el presente.

Con el objetivo inicial de explorar los alcances educativos, científicos y comerciales de satélites de pequeña masa y bajo costo, a fines de agosto de 1996, el satélite argentino m SAT-1 "VÍCTOR", desarrollado en el Instituto Universitario Aeronáutico de Córdoba, fue puesto en órbita por un cohete portador ruso del tipo SEMIORKA MOLNYA.

El aspecto general del "microsatélite" es el siguiente: consta de una masa de aproximadamente 30kg, con forma cuboide de dimensiones 340x340x430 mm, una estructura de aleación de aluminio, paneles solares montados sobre su contorno, un control térmico pasivo y equipamiento electrónico para comunicaciones y manejo de datos. La fuente de alimentación descansa en las mencionadas celdas solares almacenando la energía en baterías de Ni-Ca (níquel-cadmio). La potencia promedio total es de 8Watts para un voltaje de 14Volts (Fig. 1).

Figura 1.

En lo que respecta a los objetivos del proyecto, es posible narrar tanto los servicios que puede prestar el microsatélite, como los objetivos de investigación y desarrollo de la tecnología espacial.

En cuanto a los primeros, se buscó la obtención y transmisión a Tierra de imágenes de la superficie terrestre, en particular del territorio argentino, en baja y alta resolución, y el enlace entre estaciones terrenas con equipamientos para comunicación del tipo de "radio amateur".

Como objetivos de investigación y desarrollo se incluyen la búsqueda de pautas de diseño de un sistema de estabilización del propio satélite e identificación, restitución y predicción de órbitas.

Los primeros pasos del proyecto m SAT-1 "VÍCTOR" se remontan a marzo de 1992. La filosofía que desde el comienzo guió el desarrollo del microsatélite se orientó a la obtención de resultados de bajo costo y en un tiempo reducido respecto de los tiempos convencionales manejados por los programas espaciales.

Si bien la duración total, hasta el momento de la puesta en órbita y recepción en Tierra de las primeras señales, fue de 46 meses, un tiempo que puede considerarse largo, en este intervalo deben incluirse el diseño, la construcción y el ensayo de modelos de laboratorio, un modelo de ingeniería, un modelo de calificación y un modelo de vuelo. Durante estas etapas se tuvo que trabajar en el desarrollo de sensores, de tecnología de paneles solares y de hardware de comunicaciones para las condiciones ambientales de la alta ionosfera. Es importante aclarar que si en lugar de desarrollar propios se hubiese comprado material espacial calificado, se habrían acortado considerablemente los tiempos de desarrollo, pero los costos involucrados habrían terminado rápidamente con el proyecto mismo.

Este se inició con una serie de estudios preliminares que buscaron visualizar una estrategia global de diseño, asumiendo órbitas entre 600 y 900km de altura (rango que posteriormente se extendió de 240 a 1200km) con inclinación en el rango de 30-110° , parámetros consistentes con órbitas de baja altitud, conocidas como LEO (low earth orbit), del tipo de las que pueden ser alcanzadas mediante los cohetes del grupo ARIANE IV. Se decidió también no utilizar partes desplegables articuladas y minimizar el número de partes móviles.

Luego siguió un período de trabajo paciente y reiterativo, que incluyó múltiples ensayos sobre modelos de laboratorio tanto como simulaciones computarizadas, orientados a la detección de puntos tecnológicos críticos. En este estadio, y como resultado de las negociaciones con las empresas GLAVCOSMOS/NPO LAVOCHKIN de la Federación Rusa, se tomó la decisión de transportar a "VÍCTOR" como carga secundaria de la misión PROGNOZ M2 utilizando el lanzador ruso MOLNYA. El microsatélite argentino se ubicaría en la cuarta etapa y se separaría de ella a continuación de la separación tercera/cuarta etapa. De esta forma quedaban definidos los parámetros iniciales de la órbita.

En mayo de 1994 se estuvo en condiciones de comenzar el montaje de las partes mecánicas y electromecánicas, la incorporación del instrumental electrónico y el desarrollo del software. En esta fase se concretó un modelo de ingeniería para estudios de compatibilidad del espacio disponible respecto del equipamiento y se efectuaron ensayos funcionales, lo que requirió el desarrollo de un sistema de simulación en tiempo real. Finalizada esta fase de desarrollo se procedió a integrar el modelo de calificación, que fue sometido a diversos tipos de ensayos de vibración, de excitación térmica en cámara de vacío y a choques y excitación acústica. El modelo "sobrevivió" estas pruebas y posibilitó el paso a la fase final (Fig. 2).

Fig 2. Modelo de calificación en cámara de vacío.

En noviembre de 1995 se comenzó a ensamblar el modelo de vuelo. La integración de sus partes se debió hacer en una sala "limpia", esto es, climatizada y presurizada. El transporte del microsatélite se efectuó en un contenedor cuyo interior reproducía las condiciones ambientales de la sala "limpia".

En julio de 1996, se trasladó a "VÍCTOR" a las instalaciones de NPO LAVOCHKIN en Khimki, Moscú. Desde allí, por vía aérea, se efectuó el traslado al área de lanzamiento. Simultáneamente, en Córdoba se finalizaba la construcción de la estación terrena de telemetría y comando desde donde serian recibidas las primeras señales de "VÍCTOR".

Fig 3 µSAT-1 listo para el lanzamiento
coma carga auxiliar en el cohete MOLNYA.

Ya en el cosmódromo de Plesetsk (Federación Rusa) se realizaron los ensayos finales y la incorporación de "VÍCTOR", en estado desactivado, en el vehículo portador (Fig. 3). El lanzamiento se efectuó sin inconvenientes.

Producida exitosamente la separación, se arribó al instante crucial sobre el que confluyeron los casi cuatro años de trabajo, que los expertos llaman "verificación de órbita", y que incluye la activación de la computadora de abordo, la verificación del funcionamiento de todos los subsistemas, la activación del sistema de estabilización con el objeto de minimizar la rotación del satélite, el enlace radioeléctrico entre el satélite y la estación terrena y, por último, el seguimiento y recepción de los datos en tierra.

Luego de una espera angustiante, a los 54 minutos de haber sido puesto en órbita alrededor de la Tierra, el 29 de agosto de 1996 a las 9.31 horas de Moscú fueron recibidas en la estación terrena de Córdoba las primeras señales de "VÍCTOR".

A poco más de un año de la fecha del lanzamiento, las actividades de los investigadores se concentran en la operación del m SAT y en la elaboración de los datos obtenidos. En la Figura 4 se observa una fotografía enviada por "VÍCTOR".

Fig. 4. Imágenes del territorio argentino enviadas por
"VÍCTOR", obtenidas mediante una cámara de campo amplio.

Los resultados obtenidos demuestran que la misión propuesta se está cumplimentando con un elevado porcentaje de éxito. No obstante, la valoración concreta de este éxito reside en la posibilidad de capitalizar dichos resultados como experiencia técnica irreemplazable y base cierta de trabajo para futuros desarrollos tecnológicos en el rubro de microsatélites.

Nota elaborada por Diego Hurtado de Mendoza basada en el informe "El proyecto m SAT", de los Ings. Héctor Brito y Luis Murgio del Instituto Universitario Aeronáutico de Córdoba (Ruta 20, Km 6,5 (5103), Córdoba).

Fuente: Ciencia Hoy