• Servirán para orientar a satélites y representan un logro en la incipiente tecnología mexicana en el área, dijo Jorge Prado Molina, del Instituto de Geografía
• Con un convenio de colaboración, se transferirá este avance universitario al Instituto de Tecnología Espacial de Vietnam
  

Están listos los sensores y procesadores desarrollados en el Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica del Instituto de Geografía (IG) de la UNAM, para mejorar la orientación de satélites espaciales.

Se trata de varios componentes que, mediante un complejo sistema electrónico, estabilizan y sitúan en órbita a pequeños satélites experimentales, cuya operación podría ser de utilidad en el desarrollo de la tecnología espacial.

Estos aditamentos, indicó Jorge Prado Molina, investigador del IG, significan un avance porque reducen costos y masa en los satélites, y representan un logro en la incipiente tecnología espacial mexicana.

Además, con un convenio de colaboración se transferirá este desarrollo universitario al Instituto de Tecnología Espacial de Vietnam, para apoyar líneas de estudio e impulsar este campo en el país asiático, adelantó.

Orientación con sensores

Los sensores son determinantes cuando alguna pequeña nave se encuentra errática en el espacio y requiere orientación; estos aditamentos empiezan a operar mediante comandos electrónicos, analizan señales de los programas instalados en sus circuitos y determinan la ubicación.

Una vez establecida la posición, corresponde a otros dispositivos llamados actuadores ajustar la desviación; se activa un procesador que se encarga de precisar la orientación, la compara con los datos de la nave, envía las señales correspondientes a los actuadores, y de esta manera se corrige, explicó el especialista.

Aunque los universitarios sólo proyectaron los sensores y procesadores para pequeños satélites experimentales (de hasta 20 kilogramos de masa, con un costo no mayor al millón de dólares), podrían utilizarse en diversas aplicaciones, como en telecomunicaciones, o para realizar experimentos de dispositivos que posteriormente se implementarían en satélites mayores.

Con una experiencia de 14 años de investigación en el terreno de la instrumentación aeroespacial, Prado Molina ha desarrollado varios mecanismos, además de un sistema de simulación de algoritmos de control de orientación, que permite hacer pruebas en tierra de esos componentes.

“Diseñamos dos tipos de sensores de Sol, que a partir de la posición del astro pueden situar a un satélite en órbita. Otro de ellos está basado en arreglos lineales de foto iodo, con igual propósito, y aunque se adquirieron los circuitos y las celdas en el mercado comercial, el diseño y la construcción se hicieron en nuestro laboratorio”, abundó.

Estos desarrollos representan un logro, sobre todo si la intención es colocarlos en un hipotético satélite de percepción remota, que debe apuntar de manera continua a nuestro mundo. “De ahí la importancia de conocer la orientación de un sistema de ejes normalmente fijos en el centro del planeta, mediante sensores de Sol y tierra, así como de velocidad angular”.

También se utiliza un magnetómetro, otro tipo de aditamento que en conjunto permiten fijar la orientación. Se seleccionan según los objetivos de la misión, que establecen el grado de precisión necesaria en el apuntamiento; una vez determinado el blanco, se eligen los sensores que deben colocarse para lograr la exactitud requerida.

Estas son acciones elementales que debe poseer un satélite para mantenerse apuntado hacia una determinada zona de la Tierra, o al centro de la misma las 24 horas, los siete días de la semana, dijo.

En este momento del proceso, los expertos proponen qué tipo de misión desean realizar en el espacio. En el llamado “bus”, parte básica del satélite, el “cascarón”, por llamarlo de alguna manera, se coloca la infraestructura del experimento, y a partir de esa decisión, aplican los sensores y procesadores para estabilizar al satélite en tres ejes (X, Y y Z).

Computadoras industriales, un aliado

Otra línea de investigación, a la que también han aportado novedades los miembros del Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica, es el desarrollo de procesadores. “En conjunto, explicó Prado Molina, sensores, computadoras de a bordo (procesadores) y actuadores, son elementos que permiten obtener precisión en el apuntamiento”.

En los adelantos espaciales universitarios se utilizan, básicamente, computadoras de tipo industrial; presentan mejores ventajas porque manejan lenguajes de alto nivel, son de masa reducida y tienen diferentes puertos de entrada y salida.

“Los puertos de entrada permiten obtener señales de los sensores, y los de salida enviar el mensaje de corrección a los actuadores. Se incorporaron los equipos industriales por sus características para operar en ambientes extremos, como las condiciones del espacio, donde los gradientes de temperatura son elevados. La parte de la nave orientada al Sol puede alcanzar hasta 130 grados centígrados, y cuando no hay rayos solares, puede bajar a menos de 60”, explicó.

También se debe considerar la radiación ionizante, que cambia los estados lógicos de los circuitos; el viento solar, causante de que la orientación de la nave se vea perturbada; el arrastre atmosférico, y la gravedad.

Son demasiados los detalles a considerar cuando se hace un equipo espacial, señaló; por ello, los universitarios cumplieron con una serie de pruebas para obtener lo que se conoce en el ámbito experimental como calificación para vuelo espacial.

Desarrollos con calidad de exportación

De acuerdo a Prado Molina, esta tecnología podría aplicarse en satélites transportadores de carga útil reducida (cámaras, sistema de telecomunicaciones, sensores para experimentar en el área electromagnética o medir ondas gravitacionales), y de percepción remota, con lo que se daría un paso para insertarse en los programas mundiales de desarrollo espacial.

“En el país estamos lo suficientemente maduros para iniciar este tipo de proyectos. Hasta ahora, la línea de investigación ha sido perfeccionar los sistemas de control de orientación de satélites y hemos obtenido logros notables”, puntualizó.

Recientemente, una delegación de la Academia de Ciencias y Tecnología de Vietnam visitó el Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica para conocer sus avances en la orientación de satélites, incluido un sistema de simulación, que consiste en un plataforma a la que está integrada la tecnología espacial desarrollada en esa instancia universitaria.

El simulador posee una computadora industrial en una tarjeta de ocho por seis centímetros y maneja un lenguaje de alto nivel (“c” + “+”); con ese equipo, los investigadores universitarios podrán desarrollar componentes de poca masa e incidir en la construcción de satélites pequeños, área en la que han obtenido experiencia y conocimiento.

Luego de que los vietnamitas conocieron las características del simulador y la eficiencia de la tecnología de esta casa de estudios, el Instituto de Tecnología Espacial de Vietnam solicitó la colaboración de los investigadores mexicanos para que mediante un convenio, se construya un simulador para ser utilizado por el organismo asiático.

“Para ellos, esto significa un avance porque podrán empezar a hacer sus propios algoritmos de orientación y control, y para nosotros es una meta porque exportaremos tecnología, concluyó Prado Molina.

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