Alumnos y profesores de la carrera en ingeniería aeroespacial de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP) trabajan en el diseño y construcción de un nanosatélite mexicano que será puesto en órbita para el año 2019 con el apoyo de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) y la Agencia Espacial Mexicana (AEM).
El proyecto educativo, cuya misión consiste en comunicarse con la constelación Globalstar para que participe de las transmisiones de señal en las telecomunicaciones terrestres, fue llamado AztechSAT 1 en alusión a la cultura azteca.
“Tenemos el compromiso con la NASA y la AEM de hacer un nanosatélite o CubeSat para ser lanzado en órbita en el 2019. El nanosatélite o CubeSat es un cubo de 10 centímetros que se espera pueda comunicarse con la constelación Globalstar, la cual tiene una altitud de mil 400 kilómetros de la Tierra. Este cubo será liberado en la Estación Espacial Internacional”, declaró en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt el director científico del proyecto, el doctor Héctor Simón Vargas Martínez.
El doctor Vargas Martínez detalló que tras un cabildeo de casi tres años, la NASA adquirió el compromiso de colocar el nanosatélite, de construcción hasta ahora totalmente financiada por la UPAEP, en uno de sus espacios reservados en el contenedor del lanzador que suministra a la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés), lo que llevará acompañamiento especial de la AEM como parte de sus propios retos y acuerdos con la NASA.
“La AEM ha formado mucho capital humano en el país en sus cuatro años de plena operación, y desde el principio de la administración expresó públicamente su mejor disposición de apoyar iniciativas como estas, a nosotros nos ha brindado un invaluable apoyo y articulación con NASA para el proyecto AztechSAT 1, como de igual modo lo ha ido haciendo gradualmente con otros proyectos de otras instituciones educativas, con apoyo de otras agencias espaciales; lo que distinguirá esta misión es que este nanosatélite ya saldrá al espacio y llegará a la ISS para que esta lo libere en órbita baja a unos 400 kilómetros”, destacó.
Esta distancia, explicó, permitirá que el satélite AztechSat 1 se comunique con la constelación Globalstar, la cual está compuesta por 40 satélites. La misión es que el nanosatélite pueda mandar información a la constelación para mejorar el tránsito de datos hacia la Tierra. Cabe señalar que los satélites de la constelación Globalstar recibirán la información del CubeSat AztechSAT y lo enviarán a Tierra para que sus estaciones terrenas lo suban a un sitio de Internet y de aquí se pueda obtener la información de forma transparente.
“El CubeSat tiene otra forma de enviar datos, a través de frecuencias conocidas como amateur que pueden usar las universidades, hacia la estación terrena de la UPAEP. Vamos a estar a la espera de que salga del horizonte. La vista que tendríamos del satélite va a tardar cinco minutos aproximadamente. Entra en el horizonte, giramos la antena y lo perdemos en cinco minutos, en ese lapso capturamos los datos que esté enviando el satélite”, agregó el doctor Vargas Martínez.
Software de simulación para el monitoreo
Para poder captar al nanosatélite, el equipo de estudiantes y profesores estará monitoreando con apoyo de un módulo de información por Tierra, es decir, de una antena que ya está instalada dentro de la frecuencia amateur de 400 o 470 kilohertz (kHz) en las instalaciones de la propia universidad.
“En sí, la misión también implica que nosotros podamos visualizar de manera inmediata el satélite y su posición y características. Lo que manda el satélite es información sobre su funcionamiento, lo que permite comandar desde Tierra para corregir lo que se necesite”.
Dr. Héctor Vargas.Además de la antena, utilizará un software de simulación que permitirá, como parte de los propósitos de la misión, que sus desarrolladores puedan visualizar la posición y características del nanosatélite, que siempre estará reportando su temperatura y las condiciones de su funcionamiento, es decir, que este nanosatélite no solo se conectará con Globalstar sino que también hará un monitoreo de sus paneles solares y de su posición.
“Muchos satélites, por ejemplo los pequeños, presentan contratiempos para captarlos, pueden tardar hasta tres semanas para verificar si está vivo, pero si tenemos este servicio de poder comunicarnos con una constelación, y si ya le damos la coordenada exacta, entonces con nuestro software de simulación, ponemos esa coordenada que nos reporta al satélite y vamos a saber en qué momento lo vamos a tener aquí en nuestro territorio y así reducimos el tiempo de espera y el reporte sobre su estado”, explicó el doctor Vargas Martínez.
Una vuelta en 90 minutos
El nanosatélite que construirán hará una vuelta a la Tierra en 90 minutos porque orbita a siete kilómetros por segundo, mientras que su vida útil en el espacio será de tres a seis meses.
“Todo objeto que se lanza al espacio agarra su órbita pero va cayendo. También por el campo magnético, cuando uno suelta un objeto, el mismo campo lo trata de jalar, da vueltas un tiempo pero cae a la atmósfera y con el choque térmico se desintegra, es así como se desintegrará por el acceso a la atmósfera”, dijo.
Desarrollo tecnológico
Para la construcción de este nanosatélite, participarán alrededor de 35 estudiantes de ingeniería aeroespacial, así como otras disciplinas como electrónica, mecatrónica, ingenieros en sistemas, entre otras, coordinados por un grupo de 12 profesores que encabeza el doctor Vargas Martínez.
Una vez que se construya el nanosatélite, será la NASA quien se encargue de evaluar en el proyecto aspectos como la vibración, el análisis térmico, funcionalidad de la misión, es decir, que el satélite transmita datos correctamente, así como radiación y resistencia a temperaturas de 180 grados Celsius y menos 80 grados Celsius.
“Será sometido a pruebas de radiación en una cámara que simula las condiciones espaciales; ahí aumentan la temperatura, o bien la bajan, para verificar que el sistema tiene que estar funcionando. Estas pruebas serán hechas por la NASA para que verifiquen que nuestro nanosatélite cumple con los protocolos y así pueda ser entregado para su lanzamiento. Con esos dos aspectos apoyará igualmente la NASA, con las pruebas y con la entrega para el lanzamiento”, refiere el doctor Vargas.
Sus componentes
El satélite AztechSAT 1 estará conformado por celdas solares y su estructura externa será de aluminio de grado espacial. Tendrá cinco módulos, uno de potencia, la computadora a bordo, el módulo de comunicaciones en UHF y VHF, el módulo de la misión que es la comunicación con Globalstar, así como el módulo de sensores.
En cuanto a su construcción, el doctor Vargas Martínez destacó que en un alto porcentaje, incluso de componentes, el satélite será orgullosamente construido en el país por sus estudiantes, para quedar listo a finales de 2018 y pueda ser entregado a la NASA para pruebas y ser lanzado en los primeros meses de 2019.
“El trabajo fuerte se concentra en el diseño de la comunicación con Globalstar, esa es la parte medular del proyecto, eso implica un desarrollo completo. Digamos que no es un reto científico porque no es algo nuevo, pero sí es un reto tecnológico lograr que el satélite se comunique con Globalstar, porque no hay otro satélite que lo haya hecho, eso es lo que haremos”.
El doctor Vargas explicó que la característica de los satélites CubeSat es que se van ensamblando por módulos, entonces el reto es desarrollar uno de esos módulos, con toda la electrónica que permita comunicarse con Globalstar. Para lograr este objetivo, refiere, es necesario comprender los protocolos de comunicación con el satélite, así que la electrónica que diseñen tiene que estar construida para esa finalidad.
En cuanto al detalle de la inversión, precisó que hasta el momento la UPAEP absorberá totalmente el costo financiero, a reserva de que puedan conseguir más fondos a partir de convocatorias o patrocinadores.
“Lo importante es que los jóvenes entiendan todo el proceso de construcción de un satélite, será un gran reto para ellos y una gran satisfacción para la universidad y todos los que estamos involucrados en este proyecto”, finalizó el doctor Vargas Martínez.
