La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) está desarrollando una misión satelital conformada por dos nano satélites, llamados Cube-Sats, casi idénticos, con los cuales busca experimentar y validar tecnologías de vuelo en formación y comunicación intersatelital.
El proyecto denominado ALOFT (Autonomous LEO Formation Flying Technology), se enmarca en la arquitectura segmentada, un nuevo paradigma en la industria espacial que promueve el lanzamiento de “enjambres” de pequeños satélites capaces de compartir recursos en órbita y cooperar entre sí, al combinar información de sus instrumentos, con tiempos de fabricación y costos más reducidos.
“En línea con el Plan Nacional Espacial, y en sintonía con las tendencias globales, la CONAE aspira a situar a nuestro país como un promotor destacado de la nueva tecnología de sistemas satelitales distribuidos en vuelo en formación”, dijo Martín España, involucrado en el proyecto ALOFT.
“Estos sistemas responden al concepto de arquitectura segmentada, que permite distribuir entre pequeños satélites, enlazados inalámbricamente, funciones tradicionalmente ejecutadas a bordo de un único satélite monolítico de gran tamaño”, explicó.
Ganar calidad en imágenes y datos de la Tierra
Lo que caracteriza a este nuevo paradigma es el control preciso de las geometrías relativas de vuelo coordinado. Esto permite adquirir datos en forma simultánea de una misma escena en Tierra desde múltiples puntos de vista, lo cual resulta en un salto cualitativo respecto de la información de ciencia hasta ahora aportada por sistemas monolíticos y mono-estáticos”, agregó.
Cabe destacar, que Argentina en los últimos diez años viene introduciéndose con iniciativas públicas y privadas en la comercialización de imágenes y datos de la Tierra a nivel internacional, vendiendo paquetes de información satelital a países que requieren tener precisión informativa de sus territorios.
Esto impacta en sectores como el inmobiliario, el campo bélico y se puede extender hasta el control y previsión de desastres naturales, o el manejo de la agricultura con datos sobre el suelo.
Sin ir más lejos, durante la pandemia de Coronavirus, cuando ocurrió el incidente del Canal de Suez, en el que un barco de grandes proporciones bloqueó la ruta marítima por la que pasa el 60% del comercio internacional entre Asia y Europa, fue un grupo de satélites de la empresa argentina Satellogic el que aportó información satelital
Sistemas satelitales distribuidos
La nueva tecnología de sistemas satelitales distribuidos en vuelo en formación permite adquirir datos en forma simultánea de una misma escena en Tierra desde múltiples puntos de vista. Estos sistemas responden al concepto de arquitectura segmentada.
La misión ALOFT probará en el espacio conceptos de navegación y control orbitales para el vuelo en formación autónomo. Estará compuesta por dos Cube-Sats, con 30 centímetros de diámetro y la tecnología más avanzada disponible comercialmente, equipados con micro-propulsores, un receptor GNSS de última generación (multiconstelación y multibanda), diseñado por la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), y enlaces de comunicación intersatelital. Se prevén lanzar de aquí a tres años, a una órbita de entre 500 y 700 kilómetros de altura sobre la Tierra.
Misión de demostración tecnología
Según Leonardo Comes, gerente de Gestión Tecnológica de la CONAE, se trata de “una misión de demostración tecnológica cuyo objetivo es lograr el dominio de tecnologías habilitantes. En particular se busca probar conceptos de comunicación intersatelital y algoritmos propios de control y de navegación en tiempo real, que apuntan a dominar el vuelo en formación”.
“La arquitectura segmentada involucra el desarrollo de plataformas de satélites que trabajan de una manera colaborativa, donde cada uno tiene sus instrumentos y puede complementarse con los otros. Para poder implementar estos sistemas, necesitamos dominar ciertas tecnologías básicas que vamos a probar con ALOFT, como la comunicación intersatelital, para comunicar múltiples plataformas, y el vuelvo en formación, para determinar el tipo de posición orbital que deben tener entre ellas”, detalló.
Nuevo paradigma
Las misiones actuales constan de satélites monolíticos que pueden conformar una constelación, como los SAOCOM o Starlink, pero que, a diferencia de la segmentada, no vuelan en formación ni colaboran entre ellos.
A partir de este nuevo paradigma, los satélites ya no formarán parte de constelaciones, sino de enjambres. Este concepto remite a un conjunto de satélites volando en una configuración de visibilidad mutua en la misma órbita y manteniendo sus posiciones relativas de manera segura pero laxa, en referencia al vuelo en formación.
La misión ALOFT probará en el espacio conceptos de navegación y control orbitales para el vuelo en formación autónomo. Estará compuesta por dos Cube-Sats, con 30 centímetros de diámetro y la tecnología más avanzada disponible comercialmente.
Arquitectura segmentada
El proyecto de arquitectura segmentada de la CONAE apunta a desarrollar satélites en la línea de los SmallSat, que pesan entre 75 kilos y 250 kilos, en el marco de la seria SARE, para que en el futuro puedan ser puestos en órbita con el Tronador II, el lanzador de satélites argentino que también se encuentra en desarrollo por la agencia espacial nacional.
La iniciativa involucra el diseño de una nueva plataforma de servicios, llamada Patagonia, que se caracteriza por ser flexible. Esto significa que se va a adaptar a los requerimientos específicos de cada misión, que puede ser óptica, de radar o poseer diferentes instrumentos.
“Apuntamos a hacer satélites más pequeños, con funciones distribuidas y volando en formación”, indicó Josefina Pérès, gerenta de Proyectos Satelitales de la CONAE. En este sentido, destacó que, por ejemplo, estudian la posibilidad de distribuir el peso de la misión, colocando la memoria y el instrumento en satélites diferentes, y trasfiriendo los datos de un satélite a otro que vuele cerca y en formación. También analizan distribuir los instrumentos: “Podríamos tener un laboratorio de satélites en órbita con distintos sensores que, al volar cerca con una geometría controlada, nos permita obtener diferentes imágenes del terreno. Incluso podríamos utilizar tres satélites, dos con los instrumentos y otro con el servicio de bajada de datos”, adelantó Pérès.
Otra línea de trabajo en relación a la arquitectura segmentada es el uso de componentes comerciales que se pueden espacializar (adaptar a las condiciones requeridas para su vida en el espacio), los cuales son más accesibles en el mercado, agilizan los tiempos de fabricación del satélite y permiten reducir costos. “La arquitectura segmentada logra la confiabilidad con redundancia o con capacidad de reemplazo rápido de los satélites”, explicó la profesional de la CONAE.
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