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El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Microsatélites y nanosatélites espaciales. Hablamos con Rick Fleeter.

Microsatélites - Hablando con Científicos podcast - CienciaEs.com

El primer satélite artificial, Sputnik 1, lanzado por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957, era una esfera metálica de poco más de medio metro de diámetro y 83 kilogramos de masa. Aquel primer logro de la humanidad parecería hoy un juguete comparado con algunos de los enormes satélites actuales, como el Intelsat 6, que alcanzan casi cuatro toneladas de peso.

Aunque en los primeros momentos de la carrera espacial parecía que los satélites de tamaño semejante o menores que el Sputnik no tenían futuro, hubo personas que no lo veían así. Uno de esos visionarios es nuestro invitado en Hablando con Científicos, Rick Fleeter, profesor de la Brown University, en Estados Unidos, y de la universidad de La Sapienza en Roma, Italia.

Rick dice que no existe una definición clara de microsatélite, aunque podemos decir que esa palabra engloba a satélites que tienen una masa que va desde tan sólo cuatro gramos hasta los 200 kilogramos. Lo bueno de estos pequeños artefactos es que son baratos, permiten incorporar tecnologías recientes, pueden ser desarrollados por estudiantes de universidades y personas que, en general, no están directamente involucradas en las grandes compañías especializadas en desarrollos aeroespaciales.

Para las grandes compañías, los microsatélites fueron, durante mucho tiempo, productos de segunda categoría, un desperdicio de tiempo y dinero. Cuenta Rick Fleeter que durante unos años compaginó el trabajo en una gran compañía dedicada al desarrollo de sistemas incorporados en grandes satélites con una actividad personal diseñando pequeños satélites para un grupo de radioaficionados. Cuando en 1986 decidió dejar la gran compañía para dedicarse a su verdadera pasión, los microsatélites, su jefe le dijo que era un error y que en unos meses volvería. No volvió.

El tiempo le ha dado la razón. El mundo de los microsatélites no es producto de unos cuantos aficionados a los juegos, sino un complemento a las funciones de los grandes satélites. Un satélite de gran tamaño es demasiado valioso como para que deje de funcionar por un fallo en sus sistemas, por esa razón necesitan un largo periodo de diseño y construcción, deben incorporar sistemas electrónicos robustos, ampliamente probados y redundantes. Se prima la fiabilidad de los componentes frente a la eficiencia. Esa filosofía exige que entre la concepción del proyecto y su lanzamiento, transcurran entre 10 y 20 años ¿Se imaginan cuánto evoluciona la tecnología electrónica en ese tiempo? Así, cuando el satélite entra en operación, realiza el cometido para el que fue creado, pero con una tecnología anticuada.

Un microsatélite, en cambio, es pequeño, barato, tiene pocos componentes, se elabora en un periodo de tiempo corto, utiliza tecnologías más modernas, existentes para otras aplicaciones como teléfonos móviles o dispositivos electrónicos de uso común y puede ser incorporado en los huecos libres que quedan en los lanzadores al acoplar los satélites más grandes. Además, frente a las enormes compañías y empresas de aeronáutica, los microsatélites pueden ser diseñados y construidos por pequeños grupos de personas. Tal vez un microsatélite no pueda hacer tantas cosas como un satélite más grande, no puede llevar un gran telescopio o una gran variedad de sistemas, pero sí pueden ser creados en gran número y ocupar distintas órbitas, proporcionando una visión múltiple frente a la visión única del gran satélite.

Los microsatélites ocupan ahora un espacio importante en la investigación espacial. En el campo de la enseñanza, son un pieza fundamental para la formación de muchos nuevos ingenieros que en un futuro participarán activamente en el desarrollo de ingenios espaciales. En el ámbito empresarial, existen compañías que despliegan verdaderas constelaciones de microsatélites para fotografíar constantemente la Tierra o para realizar mediciones sobre distintos parámetros en el espacio exterior. Su actividad no se limita a las cercanías de la Tierra, también pueden ser utilizados en misiones interplanetarias, como ha quedado demostrado con dos microsatélites que la NASA envió a Marte acompañando a la nave Insight.

Una de las ventajas de los microsatélites es su baja masa, un aspecto importante porque los mismos cohetes empleados ahora pueden suministrarles una mayor velocidad permitiéndoles alcanzar sus objetivos en menos tiempo. Y, mirando al futuro, también podrían tener un lugar en emisiones más allá del Sistema Solar. Existe una propuesta que invita utilizar microsatélites de apenas cuatro gramos de masa, equipados con una vela solar de un metro cuadrado de superficie, para alcanzar Alfa Centauri, nuestro sistema estelar más próximo. La idea consiste en utilizar un laser potentísimo, instalado en la superficie terrestre, con el que se podría emitir un rayo que impulsaría la vela y la microsonda espacial hasta alcanzar un 20% de la velocidad de la luz. A esa velocidad, la microsonda podría alcanzar Alfa Centauri en un plazo de 20 años, en lugar de los miles de años que tardaría en llegar una nave más grande impulsada por un cohete convencional. Es un proyecto ambicioso pero no imposible, porque la tecnología ya existe.

Rick Fleeter y los estudiantes de ingeniería de la “Brown University”: han desarrollado un microsatélite de nombre EQUiSat que fue lanzado por la NASA en 2018 y está operativo. Como ha sucedido en la Brown University, muchas otras universidades y centros de investigación repartidos por todo el mundo han diseñado y lanzado al espacio cientos de satélites construidos por estudiantes. Como resultado de estas experiencias, se está formando una legión de ingenieros jóvenes y con experiencia en tecnología espacial que pronto contribuirán al desarrollo de ideas nuevas, revolucionarias tal vez, que permitirán alcanzar metas inéditas en la exploración del espacio.

Os invito a escuchar a Rick Fleeter, profesor de la Brown University, en Estados Unidos, y de la universidad de La Sapienza en Roma, Italia.

Referencias:
EQUiSat
Brown Space Engineering


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