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Un satélite universitario en la órbita terrestre

Se entiende generalmente como satélite (o satélite artificial) todo ingenio creado por la humanidad que orbita alrededor de un cuerpo celeste, por ejemplo, la Tierra

A finales de este año, y tras su lanzamiento desde la Guayana Francesa, comienza la misión espacial del satélite UPMSat-2

El UPMSat-2 describirá 15 órbitas al día, pasando dos veces sobre la estación terrestre, una de día y la otra de noche

Ensayo del UPMSat-2 en la cámara de vacío térmico del Instituto IDR/UPM.

Ensayo del UPMSat-2 en la cámara de vacío térmico del Instituto IDR/UPM. Instituto Universitario de Microgravedad | Ignacio Da Riva

Un satélite natural es un cuerpo que orbita alrededor de otro en el espacio. La Tierra es un satélite del Sol y la Luna es un satélite de la Tierra. No obstante, se entiende generalmente como satélite (o satélite artificial) todo ingenio creado por la humanidad que orbita alrededor de un cuerpo celeste, por ejemplo, la Tierra.

Los satélites tienen múltiples propósitos. El primero, el Sputnik, lanzado por la Unión Soviética, tenía como principal objetivo la promoción nacional. Los satélites de comunicación geoestacionarios orbitan a 36.000 km de altitud y se ven fijos respecto a la superficie terrestre (esto es, giran en órbita ecuatorial con la misma velocidad angular que la Tierra).

Un satélite universitario

Más allá de lo que es un satélite, podemos ocuparnos de lo que es un satélite universitario como el UPMSat-2, desarrollado en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) por el Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio Da Riva (IDR/UPM) y el Grupo STRAST.

Se trata de un satélite pequeño, un microsatélite según la clasificación aceptada en la industria espacial. Los microsatélites son muy interesantes porque su tamaño (entre 10 y 100 kg de peso) permite otorgarles una morfología y una distribución de equipos y subsistemas similar a la de los satélites convencionales, que pueden llegar a pesar varias toneladas.

No ocurre así con los nanosatélites (de 1 kg de peso, generalmente llamados cubesats) con un diseño simplificado. Esto es, por otra parte, una ventaja: este diseño está en gran medida estandarizado, lo que permite gran versatilidad a la hora de proyectar una misión espacial a base de nanosatélites.

UPMSat-2 durante el proceso de integración en las instalaciones del Instituto IDR/UPM en Montegancedo.

UPMSat-2 durante el proceso de integración en las instalaciones del Instituto IDR/UPM en Montegancedo. nstituto Universitario de Microgravedad. Ignacio Da Riva.

La misión espacial del UPMSat-2

A finales de este año (aniversario de la llegada de la humanidad a la Luna) y tras su lanzamiento desde la Guayana Francesa, comienza la misión espacial del satélite UPMSat-2. El lanzamiento de este satélite de 50 kg es a la vez el comienzo de su fase operativa y el final de su desarrollo como proyecto espacial.

En el UPMSat-2, como en la mayor parte de satélites, se pueden distinguir un conjunto de subsistemas que realizan las funciones que le permiten sobrevivir en las extremas condiciones del espacio: comunicaciones, telemetría, procesado de datos, potencia eléctrica, control de actitud y control térmico.

A esto habríamos de añadir el subsistema de mando y control, compuesto básicamente por el ordenador de abordo.

Ensayo de vibraciones del UPMSat-2 en el banco de ensayos del Instituto IDR/UPM.

Ensayo de vibraciones del UPMSat-2 en el banco de ensayos del Instituto IDR/UPM. nstituto Universitario de Microgravedad. Ignacio Da Riva.

El UPMSat-2 estará situado en una órbita heliosíncrona alrededor de la Tierra. Es decir, en vez de permanecer fija respecto a las estrellas, su plano va girando lentamente. De esta forma, permanece con una orientación prácticamente constante con respecto al Sol a lo largo del año.

Las órbitas heliosíncronas son muy interesantes desde el punto de vista de los pequeños satélites. Son posibles gracias a que la Tierra no es una esfera perfecta. A nivel morfológico nuestro planeta se denomina geoide: si lo observamos con cuidado se parece más a un balón de fútbol en las últimas etapas de su vida que una a esfera.

¿Cómo se controlará desde la Tierra?

El UPMSat-2 describirá 15 órbitas al día, pasando dos veces sobre la estación terrestre, una de día y la otra de noche. Durante estos pasos se establecerá comunicación con el satélite desde el Centro de Control del IDR/UPM, situado en el campus de Montegancedo (Madrid).

Los equipos de comunicación incluyen antenas orientables que siguen el movimiento del satélite, que operan en las bandas de 430 y 400 MHz, además de receptores y ordenadores. La información que se espera recibir es la de la telemetría del UPMSat-2. Básicamente incluye: valores del estado de la batería y los paneles solares, temperaturas, datos del control de actitud, posibles fallos y, por supuesto, los datos de los experimentos y cargas útiles embarcados.

Además, durante el paso por la estación de tierra, se pueden enviar órdenes al satélite para indicar, por ejemplo, qué experimento o carga útil ha de activar o qué orden de tareas ha de seguir. Incluso se pueden realizar cambios de más calado, como la programación del control de orientación del satélite.

Comprobación de los paneles solares del UPMSat-2.

Comprobación de los paneles solares del UPMSat-2. Instituto Universitario de Microgravedad. Ignacio Da Riva.

Equipos a bordo del satélite

El UPMSat-2 lleva embarcados los siguientes equipos para su ensayo durante la misión:

- Micro Thermal Switch, de IberEspacio. Este equipo de control térmico es en realidad un interruptor térmico miniaturizado de gran interés para la activación o desactivación de instrumentos espaciales en función de la temperatura.

- Magnetómetro MGM3, de Bartington. Se probará este equipo de elevadas prestaciones para la medida del campo magnético terrestre.

- Reaction Wheel de SSVB. Este equipo es una de las pocas formas que tienen los vehículos espaciales de cambiar su actitud girando sobre sí mismo (esto es, su orientación con respecto a una referencia, como el plano de su órbita).

- Experimento MRAD (Monitorización del efecto de la Radiación en órbita), propuesto por TECNOBIT y el grupo de investigación STRAST para el estudio del efecto de la radiación sobre los equipos electrónicos embarcados.

- E-BOX. Este equipo, desarrollado por TECNOBIT siguiendo los requisitos definidos por el Instituto IDR/UPM, constituye la aviónica embarcada en el UPMSat-2 (incluye tanto el ordenador de abordo como los sistemas de distribución y transformación de potencia eléctrica).

- Experimento SS6, constituido por sensores solares para determinar la posición del satélite respecto del Sol y ayudar en el control de actitud.

Este satélite representa un gran esfuerzo por parte de los profesores y alumnos implicados en su desarrollo. En este sentido puede decirse que ha significado un soporte educativo de primer nivel en el Máster Universitario en Sistemas Espaciales (MUSE) de la UPM.

Su predecesor, el UPMSat-1 (lanzado en 1995 por algunos de los profesores involucrados en la presente misión), ya tuvo un gran impacto académico. Esperamos desde el Instituto IDR/UPM continuar esta tradición con el siguiente satélite que desarrollemos.

Autores

Santiago Pindado Carrión
Ingeniero Aeronáutico. Especialización: aerodinámica experimental; sistemas de potencia eléctrica, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

Elena Roibás Millán
Profesor de Ingeniería Aeroespacial, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

Javier Pérez-Álvarez
Ingeniero Aeronáutico. Profesor de Ingeniería Gráfica del departamento de Aronaves y Vehículos Espaciales, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Puedes leer el original aquí

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