Los CubeSat son un tipo de picosatélite (dícese del satélite de 1kg. o menos) con forma de cubo de 10 cm de arista, es decir, un volumen de un litro: el mismo que un TetraBrick, sólo que con otra forma. Fueron diseñados en la década pasada por el español Jordi Puig-Suari y el estadounidense Bob Twiggs, con el objetivo de crear algo barato y ligero, pero funcional. Y parece que lo consiguieron, pues los proyectos con CubeSats son cada vez más numerosos.
Uno de ellos era anunciado hace unos meses por los medios de comunicación. Galicia iniciaba la construcción de su primer satélite, un CubeSat: es el proyecto XaTcobeo. En esta entrevista nos habla Gabriel González Fernández, uno de los ingenieros implicados en el proyecto.
1. ¿Podrías presentarte ante los lectores?.
Mi nombre es Gabriel, vivo en Vigo y tengo 27 años. Soy ingeniero de Telecomunicación. Trabajo para la Universidad de Vigo como investigador, a la par que hago el doctorado.
2. ¿Quién eres dentro del proyecto?.
Hacer un satélite con metodología estricta es un proyecto complicado. Un proyecto de gran envergadura que se divide en muchos subproyectos con equipos de desarrollo coordinados con el mismo fin, en este caso hacer un satélite. Yo soy el responsable de uno de estos equipos de desarrollo.
3. ¿Y en qué consiste exactamente ese gran proyecto?.
Es un proyecto educacional a gran escala, es decir, es más importante el cómo que el qué. El objetivo es diseñar, construir y ensamblar un picosatélite siguiendo la norma CubeSat y todos los estándares de gestión y documentación de la Agencia Espacial Europea. Si todo va bien dicho satélite será lanzado en el vuelo inaugural del nuevo lanzador Vega de la ESA, a finales de 2009. Es un proyecto de la Universidad de Vigo con el apoyo y supervisión del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y con apoyo y financiación de otras entidades. El proyecto será realizado por alumnos de la Universidad de Vigo, con la supervisión de profesores de la Universidad y de personal experto del INTA. En total engloba a unos 40 alumnos, entre doctorandos, proyectos fin de carrera y colaboradores.
4. Es decir, el objetivo es la formación de los universitarios y la innovación, antes que las aplicaciones que pudiera tener el picosatélite.
La innovación siempre repercute en la aplicación. El principal objetivo, como Universidad, es formar a los futuros profesionales e investigadores. Este proyecto va a asentar una metodología estricta de trabajo en grupo siguiendo normas ESA, trabajo distribuido, herramientas, y mucho más. Y eso es lo que quedará marcado en los ingenieros que saldrán de aquí y que serán muy valiosos para las empresas en cualquier ámbito. Por supuesto que hay parte del proyecto que repercutirá en la aplicación, o eso esperamos. Principalmente mi parte, que es el experimento principal del satélite y que, de funcionar, constituiría una importante innovación en las comunicaciones con este tipo de satélites.
5. ¿Y en qué consiste esa parte principal en la que tú estás metido?
No es la parte principal, es el experimento principal, que son cosas diferentes. El satélite, a pesar de ser tan pequeñito, tiene un montón de subsistemas: comunicaciones, potencia, estructura y cargas útiles. En las cargas útiles van los experimentos, es decir, el contenido científico de la misión. En nuestro caso, a parte del sistema de comunicación del satélite, que es un sistema funcional, probado, seguro, llevamos un nuevo sistema experimental para comunicaciones. Es una “Software Defined Radio”, es decir, una radio definida por software. Se trata de una nueva placa de comunicaciones que, de funcionar, supondría la creación de un nuevo sistema de comunicaciones para satélites de este tipo que presenta muchas ventajas sobre el sistema tradicional. En realidad, la radio experimental de XaTcobeo constituirá la base de dicho nuevo sistema, implementando su funcionalidad básica. En el futuro, en caso de éxito, se podrá construir sobre dicha base un sistema de comunicaciones fiable, robusto y con funcionalidades avanzadas como la reconfiguración del hardware o implementaciones software basadas en software libre como GNU Radio sobre un núcleo Linux.
6. Tengo una cierta idea de lo que es un SDR (Software Defined Radio), pero no estoy seguro de tenerlo claro, ni de que lo tengan los lectores. ¿Podrías hacer un esbozo?
Por supuesto, sin problema. Si pensamos en una radio en el sentido clásico nos imaginamos un sistema de transmisión de ondas electromagnéticas. Ejemplos básicos conocidos son la radio AM, FM, etc. que se usan para transmisión de voz y música. Tanto si te compras una estación transmisora como un receptor por dentro son un conjunto de circuitos con una funcionalidad predefinida: emitir o recibir AM o FM. AM significa Amplitud Modulada, mientras que FM es Frecuencia Modulada. Esto es, son dos diferentes modulaciones de la señal electromagnética.
Una SDR es una radio cuya circuitería puede ser alterada en cualquier momento por software, de forma que en un mismo dispositivo podemos tener todas las radios que nos imaginemos (dentro de unos límites). Se requiere un tipo de dispositivo llamado FPGA que permite dichas operaciones. El equipo de ingenieros en tierra estamos diseñando diferentes radios: tenemos algo parecido a una AM, una FM y otras cuantas modulaciones bien conocidas. Diseñamos el circuito de radio (modulador) de cada una de ellas y los almacenamos en una memoria como un simple fichero, software. Otra parte del equipo está diseñando los controladores (drivers, como en los ordenadores) para cada una de las radios, y una aplicación que las manejará. Esto se puede entender de forma fácil: cada radio es un dispositivo periférico de un ordenador que controlará todo. Al igual que cualquier ordenador personal, cuando añadimos un periférico necesitamos tener el controlador para que el sistema operativo y las aplicaciones lo usen.
Luego todas estas piezas se unen y cuando lancemos el satélite desde tierra le podremos mandar una orden y decirle:
- Ahora usa AM para transmitir.
- Ahora cambia a FM, transmite de nuevo lo mismo.
- Ahora AM pero al doble de velocidad, a ver qué tal.
- Ahora todo lo que se nos vaya ocurriendo sobre la marcha.
…
Es como enviar un montón de radios y poder usar en cada momento la que nos parezca más conveniente. Desde tierra o desde el ordenador de a bordo se dirigen las operaciones. Como es una radio experimental el objetivo es probar que la operación de cambio de radios se realiza correctamente y se pueden configurar y manejar todas las radios enviadas.
7. Así que vosotros sois “los chicos de la radio”…
Pues sí, somos formalmente el “SRAD team”. Cinco personajes que van un poco por libre, siguiendo las instrucciones de “los de sistemas”, como llamamos al equipo de ingeniería de sistemas que son los que aportan las normas globales. Luego están los de antenas, los de tierra…
8. Así como hay satélites de telecomunicaciones, satélites para cartografiar, para usos meteorológicos, con aplicaciones militares… el vuestro es simplemente para mejorar la tecnología del mismo satélite. ¿Qué pueden aportar esas mejoras?
Como tú dices, los satélites, en general, tienen muchas aplicaciones. El objetivo de los picosatélites educacionales como los CubeSats, además de lo anteriormente nombrado (formación, etc.) es hacer experimentos de nuevas tecnologías enfocadas al desarrollo de los picosatélites, es decir, los satélites de dimensiones y peso reducidos. Hoy en día un picosatélite tiene muchas limitaciones, pero a medio plazo se pretende que los picosatélites, que son mucho más baratos de hacer y lanzar, se utilicen para aplicaciones que hoy en día sólo pueden hacer grandes satélites de muchos kilogramos de peso. ¿Por ejemplo? Detección de incendios o localización de bancos pesqueros son en particular interesantes para Galicia, y sería factible tecnológica y económicamente tener una flotilla de picosatélites trabajando en ello en pocos años.
En nuestro XaTcobeo llevamos tres experimentos: la ya nombrada SRAD, que pretende mejorar en general los sistemas de comunicación de los satélites en todos sus frentes (por ejemplo el consumo, punto crítico), un sistema de despliegue de paneles solares aún no probado en vuelo, ya que la falta de potencia en un cubo de 10cm de lado es evidente y un sensor de radiación ionizante, un importante factor de riesgo de los satélites de órbita baja. Estos dos últimos aparatos han sido diseñados por el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y los adaptaremos a nuestro satélite.
9. ¿Hasta qué punto este tipo de artefactos pueden ser el futuro? ¿Qué se puede hacer con los grandes satélites que se han venido usando hasta ahora y que nunca podrá hacer un picosatélite?
Es fácil de ver si pensamos en tecnología doméstica y cómo se ha ido transformando y miniaturizando. Te voy a poner un ejemplo: las cámaras de fotos. Hace 50 años eran unos armatostes. Luego vinieron las compactas, luego las digitales, primero grandotas y luego pequeñas. Y ahora los móviles ultrafinos tienen cámara de fotos de megapíxeles. Hoy en día un picosatélite puede llevar una cámara de móvil y sacar fotos de megapíxeles desde órbita baja. Cualquier otro tipo de cacharro electrónico que pueda ser útil en un satélite y esté sufriendo un proceso de miniaturización será susceptible de volar en satélites cada vez más pequeños.
Pero claro, hay cosas que no se podrán miniaturizar. Un satélite de comunicaciones de alta potencia que hoy en día puede pesar un par de toneladas no va a transformarse en un picosatélite de la noche a la mañana. La alta potencia requiere grandes paneles solares, grandes fuentes de alimentación… Quizá en unas décadas, pero no a corto o medio plazo. Otros satélites, como los telescopios orbitales, tienden a ser más grandes, no más pequeños, sería contraproducente. Satélites que requieran una cierta carga (imagínate un satélite militar con misiles o láseres de potencia) tendrán el tamaño necesario para alojar dicha carga, no menos.
De todas formas, como ves, en general la mayoría de los satélites tienden a ser cada vez más pequeños, puesto que la gran mayoría de los satélites son de medios electrónicos: comunicaciones, cartografía, fotografía, sensores, posicionamiento… Y la electrónica se va miniaturizando indefectiblemente.
10. En los presupuestos del Estado aprobados recientemente hubo recortes en los fondos dedicados a la investigación. Por lo visto la crisis económica está llevando a algunos a apretarse el cinturón… o a apretárselo a otros. ¿Estáis tranquilos respecto de los fondos destinados a vuestro proyecto?
A nuestro proyecto, a XaTcobeo, sí, porque son fondos ya asignados, no susceptibles de ser eliminados (por lo que tengo entendido, que yo ahí ni pincho ni corto). Para el futuro ya veremos. De todas formas el desarrollo es el peor sitio de donde los políticos podrían cortar, porque invertir en el futuro es la forma de asegurarse salir del agujero.
11. Como has dicho, el satélite debería lanzarse a finales del 2009. Después, imagino que trabajaréis con los datos que os envíe, realizando las pertinentes interpretaciones y evaluando los resultados. ¿Durante cuánto tiempo podrán los estudiantes e investigadores beneficiarse del proyecto XatCobeo? ¿Hasta cuándo estará en marcha?
El satélite tiene una vida proyectada de 6 meses. Es decir, se diseña con vistas a una misión de 6 meses. Todo lo que pase de ahí (cosa probable) será bienvenido. Por otro lado un porcentaje elevado de los CubeSats lanzados hasta hoy se han perdido al inicio de la misión, es decir, en algún momento tras el lanzamiento y sin haber recibido datos de ellos. Esperemos que no sea el caso.
Tras esos 6 meses los sistemas de XaTcobeo sufrirán degradación por la radiación entre otras causas e irán muriendo. El satélite seguirá ahí al menos dos años, que es la estabilidad orbital que nos ofrece este lanzamiento en Vega, si mal no recuerdo. Luego reentrará en la atmósfera y se desintegrará.
12.¿Existe alguna dirección web a la que dirigirse para seguir las novedades del proyecto o para profundizar en sus detalles?
Sí, claro. La dirección www.xatcobeo.com es la web del proyecto. Estaba planeado un tablón de noticias, pero está algo parado. Espero que se solucione ese punto. Por otro lado en mi blog he puesto y seguiré poniendo cosas relacionadas, sobre todo de la SRAD, claro.
13. Gracias por tu colaboración. Te deseo suerte en tu proyecto… y en todo lo demás.
Gracias a ti. Un saludo a los lectores.
Publicado el 7 de Enero de 2009 en Generacion.net
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