Unos 3.500 satélites orbitan alrededor de la Tierra, según la Nasa. Están conectados y localizados en bases terrestres. Envían información, se utilizan para operaciones civiles y militares y nos ayudan a encontrar un destino cuando nos movemos en coche o a pie en combinación con aplicaciones como Google Maps, por poner sólo algunos ejemplos. Los hay de sólo unos pocos centímetros de tamaño y un kilo de peso, y también de hasta cinco toneladas y varios metros de tamaño. ¿Qué tecnología básica llevan a bordo para cumplir su función?
Para saberlo nos hemos puesto en contacto con Carlos Corral, ingeniero del proyecto Cheops, auspiciado por la Agencia Espacial Europea (ESA). Cheops es una misión que pretende medirá con precisión el radio planetas pequeños -del tamaño de Neptuno como máximo-que giran alrededor de otras estrellas que no son el sol. Para ello, se instalará un telescopio en el satélite y se lanzará al espacio.
Básicamente un satélite de cualquier tipo necesita disponer de capacidades de comunicación -para estar conectado con la tierra-, de procesamiento de datos -para enviar y recibir información- y de localización -para poder ser guiado donde se necesite y estar siempre localizado-.
Comunicaciones
Comunicarse, enviar y recibir información para localizar objetos y personas en tierra o predecir el clima en lugares concretos, por poner dos ejemplos -quizá dos de los más conocidos- es la razón de ser de un satélite. El sistema que utilizan los satélites para comunicarse con la tierra está basados en radiofrecuencia. Es, para hacernos una idea, el mismo tipo de comunicación que se usa en la telefonía móvil.
"Son comunicaciones muy lentas, a una frecuencia diferente que en el caso de los móviles. La propagación de la onda se produce en el vacío una vez que se pasa la atmósfera. En el caso de Cheops la velocidad de envío de datos a la tierra es muy lenta porque tenemos necesidades reducidas. Diariamente se se mandarán algo menos de 1GB de datos científicos. Es relativamente poco. Si hablamos de las instrucciones u órdenes -denominados telecomandos- que se enviarán desde la tierra para que Cheops se mueva de órbita, gire el telescopio o cualquier otra otra operación, su peso será sólo 4 Kilobytes. No necesitamos mucho ancho de banda", explica Corral.
Diariamente se se mandarán algo menos de 1GB de datos científicos. Si hablamos de las instrucciones u órdenes -denominados telecomandos- para que Cheops se mueva de órbita, gire el telescopio o cualquier otra otra operación, su peso será sólo 4K No necesitamos mucho más ancho de banda"
Los datos adquiridos por el satélite se transmitirán a una velocidad de 1143Kbps y son recibidos por una antena de 11,3 metros de diámetro en la estación de seguimiento del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) de Torrejón de Ardoz.
Procesamiento
Los satélites se comunican con la tierra y tratan la información a través de procesadores como los que utilizan en los ordenadores de sobremesa o los teléfonos móviles. La única diferencia es que son mucho más antiguos, pero cumplen de sobra su función.
"Se utilizan chips del año 2000 y 2005, muy antiguos. El motivo es que para ser lanzados en un satélite deben sufrir muchas pruebas que se extienden durante años, con el fin de protegerlos y reforzarse frente a las condiciones del espacio. Las radiaciones solares afectan mucho a los procesadores, que pueden llegar a cambiar incluso la unidad de información más pequeña, los bits. En ocasiones intercambian un cero por un uno o viceversa. Es un efecto conocido como SEU (Single Event Upset) que se corrige analizando continuamente la información", explica Corral.
El ordenador de a bordo del Cheops trabaja con un procesador LEON 3, que proporciona un mínimo de 23 MIPS (millones de instrucciones por segundo). Contiene una memoria EEPROM de 128Kb, una memoria SDRAM de 4Gb protegida frente a SEU para almacenamiento de datos, y una memoria EEPROM de 3Mb.
Localización
La gran mayoría de los satélites actuales cuentan con un GPS para que el operador, en tierra, sepa dónde se encuentra y pueda redirigirlo donde sea necesario. No es el caso de Cheops, que volará sin GPS porque no es necesario para la misión que tiene entre manos. Se moverá buscando planetas pequeños.
Gran parte del movimiento de los satélites se debe a que son impulsados por la fuerza orbital, pero necesitan energía alternativa para su funcionamiento interno, para mantener en funcionamiento el sistema informático y la red de comunicaciones. En el caso de Cheops, además, para mover el telescopio y apuntar allí donde se desee.
Esta energía es provista por un conjunto de paneles solares que, además, alimentan una pequeña batería recargable. "Estas baterías se utilizan mucho porque a menudo el satélite sufre eclipses, sobre todo cuando la tierra se interpone entre los rayos de sol, quedando a la sombra. En esos momentos en los que no se pueden utilizar los paneles solares es cuando se toma la energía de esa pila recargable", apunta Corral.
Cheops en concreto cuenta con tres paneles solares con un área geométrica total de unos 2.7 metros cuadrados. Proporcionan 200W de potencia eléctrica. Durante los períodos de eclipse el satélite obtiene la energía eléctrica de una batería recargable de iones de litio
Cheops en concreto cuenta con tres paneles solares con un área geométrica total de unos 2.7 metros cuadrados. Proporcionan 200W de potencia eléctrica. Durante los períodos de eclipse el satélite obtiene la energía eléctrica que necesita de una batería recargable de iones de litio.
Cuando los satélites deben cambiar de órbita no es suficiente con la energía proveniente de los paneles solares. Por ello guardan una reserva de 30 kilos de combustible 'tradicional' -en el caso de Cheops un gas licuado llamado hidrafina- tanto para cambiar de órbita como para, una vez acabado su ciclo vital, ser mandados a órbitas lejanas y pasar a ser basura espacial mediante propulsión.
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