Científicos de los departamentos de Aeronáutica y Electrónica de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba participan en un proyecto de desarrollo tecnológico que podría revolucionar la industria aeroespacial. Junto con especialistas del Instituto Universitario Aeronáutico (IUA), diseñaron un satélite de dimensiones reducidas y poco peso capaz de soportar, durante su lanzamiento, 10.000 veces la aceleración de la gravedad (100.000 metros por segundo).
El aparato es el resultado de una línea de trabajo que comenzó en 2005, cuando representantes del Instituto Alemán de Investigación Aeroespacial invitaron a los ingenieros cordobeses a ser parte de una iniciativa inédita: poner en órbita pequeños satélites mediante una catapulta que utilice un impulso electromagnético, en vez de una explosión química, para elevarlos hasta 500 kilómetros de altura.
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El lanzador tendrá una extensión de 250 metros, a través de los cuales el proyectil se desplazará, gracias a una serie de campos magnéticos, y del que saldrá disparado a una velocidad de 7.000 metros por segundo. En el tramo final de su viaje, ya fuera de la atmósfera, recibirá un impulso extra con un cohete para alcanzar los 8.000 metros por segundo, velocidad indispensable para que la órbita sea circular.
El objetivo del proyecto es comprender la ingeniería necesaria para obtener nanosatélites capaces de soportar tales condiciones y probar si funciona el sistema de lanzamiento. La catapulta no sólo sería menos costosa, sino que permitiría reducir el tiempo entre lanzamientos, ya que sólo sería necesario esperar la recarga de la batería de condensadores eléctricos, responsables del impulso.
Sistemas miniaturizados
El artefacto no superará los 5 kilogramos. Tiene forma de prisma octogonal, con un largo de 25 y un diámetro de 12 centímetros. En su interior habrá siete equipos electrónicos independientes entre sí, pero conectados por un bus de datos, similar a la conexión usb de un pendrive.
Consumirá un máximo de ocho vatios de energía -el equivalente a una lámpara de bajo consumo-, con lo que se alimentará una computadora, un receptor de datos y un transmisor, además de otros sistemas. Una vez en órbita, estará sujeto a temperaturas mayores a los 50°C cuando esté expuesto al sol, e inferiores a los 40°C bajo cero cuando quede oculto tras la tierra. Además, deberá operar en el vacío absoluto, sin aire para enfriarlo ni calentarlo.
Dado que las placas electrónicas son los componentes más delicados y esenciales para su misión, estarán protegidas dentro de módulos, con una estructura reforzada sujeta a la cubierta externa y sobre la cual, a su vez, descansarán los paneles solares que los alimentarán de energía.
“Conceptualmente, el diseño del dispositivo prácticamente terminó”, explicó Eduardo Zapico, director del proyecto. Faltan pruebas y ensayos que permitirán tomar decisiones acerca de los componentes sobre los que todavía existen diversas soluciones.
El desafío de la aceleración
La aceleración fue una de las mayores dificultades: el nanosatélite pasará de cero a 7.000 metros por segundo en 0,06 segundos. “Esta aceleración genera una presión de 10.000 G. Para ejemplificar, el nanosatélite deberá soportar el equivalente a un camión semirremolque, pero no apoyado sobre él, sino arrojado repentinamente para generar un golpe brusco, lo que duplica el esfuerzo que deberá resistir”, aclaró Zapico.
La respuesta a tal exigencia se ubica en la “cofia”, una cubierta extremadamente resistente, que el grupo planea construir en los próximos meses en el Laboratorio de Aeronáutica.
El investigador prevé tener un modelo de ensayos y considera que para 2009 se podrían realizar pruebas con un equipo real en Europa que, aún sin llevar el satélite a órbita, posibilite analizar las aceleraciones.
Cabe destacar que ni estos nanosatélites ni el lanzador existen en el mercado actual. “Es un experimento, pero hay empresas del sector aeroespacial interesadas en avanzar hacia satélites cada vez más baratos y pequeños”, agregó el director.
Misión espacial
La misión será la recolección de datos. Su elección no fue casual: los científicos desarrollaron -en el marco de un Proyecto de Investigación Científica y Tecnológica Orientados en Red (PICTOR)- una estación hidrometeorológica que puede ser instalada en lagos o lugares remotos para relevar información, guardarla en memoria y trasmitirla con un sistema de radiocomunicación.
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En este sentido, los responsables del proyecto compatibilizaron la electrónica de adquisición de datos del dispositivo espacial con el protocolo de la estación. “Una sola pasada del satélite sobre Argentina podría relevar más de cien estaciones, y más fácilmente que a través de una comunicación por celular o radio”, apuntó Zapico.