Desarrollo del nanosatélite 3Cat-2

Los nanosatélites se perfilan cada vez más como una opción eficiente para realizar ciencia en el espacio sin tener que depender del enfoque tradicional de un satélite grande y costoso. El progreso tecnológico ha permitido lograr un grado de miniaturización de sistemas que no muchos años atrás era imposible. Gracias a ello, los nanosatélites de diseño más ambicioso en los que ahora se trabaja son capaces de igualar muchas de las prestaciones de satélites previos de gran peso y que presentaban severas exigencias de capacidad de carga en el lanzamiento.

Algunas universidades y otros centros han apostado fuerte por esta vía de acceso más ágil y fluido al espacio, y en el caso de España una de estas instituciones es el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).

Hugo Carreño Luengo, ingeniero aeronáutico por la Universidad Politécnica de Madrid y máster en Intensificación en Vehículos Espaciales, que actualmente cursa el doctorado (con el profesor Adriano Camps como director de tesis) en la Universidad Politécnica de Cataluña - Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, realizando su actividad en el Laboratorio de Teledetección (Remote Sensing Laboratory) de la citada universidad, formó hace más de un año un equipo de trabajo y presentó una propuesta para que un experimento volase en el programa REXUS/BEXUS que coordina la Agencia Espacial Europea (ESA).

El programa REXUS/BEXUS permite que los estudiantes de las universidades y centros de educación superior en toda Europa lleven a cabo experimentos científicos y tecnológicos en cohetes sonda y globos sonda. Cada año, se lanzan dos cohetes y dos globos, llevando a gran altura hasta 20 experimentos diseñados y construidos por equipos de estudiantes.

Los experimentos BEXUS vuelan en un globo sonda hasta una altitud máxima de 30 kilómetros, dependiendo de la masa total de la carga útil (entre 40 y 100 kilogramos). La duración del vuelo es de entre 2 y 5 horas.

Los experimentos REXUS se lanzan en un cohete sonda no guiado, estabilizado por rotación e impulsado por un motor Orión mejorado, con 290 kilogramos de propergol sólido. Es capaz de llevar 40 kilogramos de módulos de experimentos preparados por estudiantes hasta una altitud de unos 90 kilómetros.

Los resultados obtenidos con este experimento están siendo muy útiles para el desarrollo del nanosatélite ³Cat-2, que será puesto en órbita en 2015. Este estudio es objeto de la tesis doctoral de Carreño.

Tras el éxito de la pasada campaña y con el propósito de verificar con resultados experimentales los nuevos desarrollos teóricos, Carreño hizo una nueva propuesta a la Agencia Espacial Europea. El equipo TORMES 2.0 (que incluye nuevos estudiantes de máster) fue de nuevo seleccionado. El nuevo lanzamiento del globo estratosférico está programado para octubre de 2014 desde el Centro Espacial Esrange en el norte de Suecia.

La labor de investigación y desarrollo en la que trabaja el equipo de Carreño se centra en el uso de técnicas de reflectometría GNSS (Global Navigation Satellite Systems, o Sistemas Globales de Navegación por Satélite) para realizar observaciones de altimetría marítima desde un nanosatélite empleado como plataforma de observación de la Tierra.

La teledetección por satélite permite captar parámetros geofísicos de interés, tales como la salinidad en la superficie del mar, la humedad del suelo, y el estado del mar. Por otro lado, los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) cubren la Tierra con sus señales de navegación, empleadas hoy en día en una amplia gama de situaciones de la vida cotidiana, tales como la gestión de flotas, la orientación de vehículos o los mapas interactivos para actividades al aire libre y/o de ocio. Sin embargo, estas señales de navegación también pueden ser recibidas y procesadas después de reflejarse sobre una determinada superficie, siendo factible obtener de ellas información de altimetría. Este enfoque, conocido como GNSS-R o reflectometría GNSS, ofrece una forma barata de teledetección para recolectar datos de parámetros geofísicos sobre amplias zonas de la superficie de la Tierra.

Esto es posible debido a que el mecanismo de dispersión introduce "marcas de agua" o "huellas" en las señales, de tal modo que a éstas se les agrega información geofísica sobre la superficie que las ha reflejado.

La información así obtenida puede utilizarse para deducir valores de parámetros geofísicos en el océano (altimetría y estado de la mar, incluyendo alturas significativas de las olas y velocidad del viento), en la tierra (humedad del suelo, contenido de agua en la vegetación, topografía de la biomasa, y altura de la vegetación o de la capa de nieve) y en la criosfera (esencialmente datos sobre la estructura de la capa de hielo).

El trabajo con el nanosatélite ³Cat-2 se halla ya muy avanzado y en las próximas semanas se llevará a cabo el proceso de integración de los diferentes subsistemas.


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Lanzado el satélite boliviano Túpac Katari

Un cohete chino CZ-3BE, lanzado desde Xichang, colocó en el espacio el 20 de diciembre al primer satélite de comunicaciones boliviano, bautizado como Túpac Katari. El vehículo, basado en una plataforma DFH-4 de 5.100 Kg, fue construido también en China, por la organización industrial CAST.

El despegue, iniciado a las 16:42 UTC, implicó la colocación del satélite en una órbita de transferencia geoestacionaria. Su propio motor se encargará de enviarlo hasta la posición geoestacionaria definitiva (87,2 grados Oeste), desde donde ofrecerá servicios tanto a Bolivia como a otros países de la región. El Túpac Katari, equipado con 26 repetidores en banda Ku, 2 en banda C y 2 en banda Ka, será operado desde una nueva estación en Amachuma, cuyo personal fue asimismo entrenado por los chinos.

El gobierno boliviano encargó el satélite en diciembre de 2010, y una vez en órbita, deberá operar durante unos 15 años. La inversión realizada supera los 300 millones de dólares, lo cual ha recibido críticas por parte de la oposición política al Gobierno. A pesar de todo, este último ha manifestado su intención de seguir ampliando su programa espacial, y ya planea un satélite dedicado a la observación de la Tierra que podría ser lanzado en 2017.


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La misión Swarm viaja al campo magnético de la Tierra

Las señales magnéticas que emiten el núcleo, el manto, la corteza, los océanos, la ionosfera y la magnetosfera de la Tierra se van a analizar con un nivel de detalle sin precedentes gracias a la misión Swarm ('enjambre', en inglés) de la ESA.


Tras una fase de tres meses de puesta en servicio, dos de las naves orbitarán en paralelo, decayendo desde los 460 km a 300 km a lo largo de cuatro años. La tercera se mantendrá a una altitud de 530 km. Los tres satélites –construidos por Astrium–, tienen 9,1 m de envergadura, incluyendo una pértiga desplegable de 4 m, y miden 1,5 m de ancho.

Juntos registrarán desde el espacio la dinámica del núcleo terrestre, los procesos de la geodinamo y la interacción núcleo-manto. El estudio del escudo magnético de la Tierra permite analizar y modelizar los procesos que tienen lugar en su interior, ayudando a los científicos a comprender mejor la ‘dinamo’ de nuestro planeta, que parece estar ralentizando su actividad.

El magnetismo de la litosfera –la capa sólida superficial terrestre–, la conductividad eléctrica del manto en tres dimensiones y la huella magnética de la circulación de los océanos también serán objeto de estudio de la misión.

Por otra parte, para analizar la influencia del Sol sobre la Tierra, Swarm medirá las corrientes eléctricas en la magnetosfera y en la ionosfera, así como el impacto del viento solar sobre la atmósfera superior.

El campo magnético es como una enorme burbuja que nos protege de la radiación cósmica y de las partículas cargadas que bombardean la Tierra a través del viento solar. Sin este escudo protector, la atmósfera no existiría como tal, y la vida en el planeta sería prácticamente imposible. 

Aún bajo la protección del campo magnético, las tormentas solares pueden provocar apagones e interrupciones en las comunicaciones, o dañar los satélites artificiales. Una buena muestra de lo que ocurre cuando las partículas cargadas del viento solar chocan con los átomos y con las moléculas de nuestra atmósfera superior son las auroras boreales y australes.

El campo magnético terrestre se encuentra en un estado de continua evolución. El polo norte magnético se desplaza de forma acelerada, y cada pocos cientos de miles de años se invierte la polaridad del campo, lo que provocaría que las brújulas empezasen a apuntar hacia el sur. Además, la intensidad de este campo  también varía constantemente y, según los últimos datos, parece estar debilitándose de forma considerable.


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