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Ingeniería aeroespacial

Un satélite brasileño

El Amazonia 1, desarrollado en el país, monitoreará recursos naturales y ayudará en el combate contra el desmonte

El prototipo del Amazonia 1 sirvió para demonstrar que los componentes se mantienen dentro de los límites de las temperaturas extremas del espacio

LÉO RAMOSEl prototipo del Amazonia 1 sirvió para demonstrar que los componentes se mantienen dentro de los límites de las temperaturas extremas del espacioLÉO RAMOS

Si todo transcurre de acuerdo con la planificación, Brasil lanzará en 2018 su primer satélite nacional de mediano porte enteramente proyectado y construido en el país. El artefacto, llamado Amazonia 1, se desarrolló en los laboratorios del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, por sus siglas en portugués) y tendrá la misión de monitorear los recursos naturales brasileños. Se trata de un satélite de observación de la Tierra, el primero elaborado en la plataforma multimisiones (PMM), una estructura genérica creada por el Inpe para la fabricación de satélites del tipo de 500 kilos. El Amazonia 1 será lanzado para ocupar una órbita de 750 kilómetros y pasará sobre Brasil cada cinco días. Dotado de una cámara capaz de tomar imágenes de una franja de 850 kilómetros de ancho, este satélite ayudará en el control del desmonte de la selva amazónica, en el pronóstico de cosechas agrícolas, en el monitoreo de zonas costeras y en la gestión de recursos hidrográficos. “El Amazonia 1 es el primer satélite de alta complejidad proyectado, montado y probado en Brasil”, dice el investigador Adenilson Roberto da Silva, responsable en el Inpe del área de satélites producidos en la PMM. “Con él, y al igual que otros varios países, vamos a dominar el ciclo completo de desarrollo de satélites estabilizados en tres ejes”. Artefactos con estas características pueden alterar en órbita su posición y su orientación con respecto a la Tierra, lo que permite enfocar mejor los puntos seleccionados. Ya se han gastado 183 millones de reales en el desarrollo del satélite y serán necesarios aproximadamente otros 50 millones para su conclusión, con lo cual su construcción totalizará 233 millones de reales. Este monto está relacionado no sólo con el costo del satélite, sino también con el desarrollo de los sistemas y aparatos. “Un segundo satélite costará más o menos la mitad de ese valor”, dice Da Silva. “Soy optimista: creo que, con base en este satélite, podremos no solamente atender la demanda del país, sino también exportar, de manera análoga a como lo hace la industria aeronáutica brasileña”, dice Leonel Perondi, director del Inpe. El Amazonia 1 integra el Programa Nacional de Actividades Espaciales (Pnae), bajo la responsabilidad de la Agencia Espacial Brasileña (AEB).

En diciembre, el Inpe finalizó con éxito los ensayos térmicos del satélite, una etapa importante del desarrollo en la cual se simulan las condiciones que el artefacto afrontará en órbita. “En el espacio, el satélite estará sometido a la radiación espacial y a temperaturas extremas. Las partes más expuestas enfrentarán temperaturas de alrededor de -80ºC en el período nocturno y de +80ºC en las horas iluminadas”, destaca Da Silva.

Antes de esa batería de pruebas, realizada en el Laboratorio de Integración y Test (LIT) del Inpe, con sede en la ciudad de São José dos Campos (São Paulo), el Amazonia 1 ya había sido sometido con éxito a otros ensayos. A finales 2013, un modelo estructural ‒una especie de réplica del propio satélite– fue sometido a ensayos mecánicos que simularon las condiciones de vibración y acústica que existirán durante el lanzamiento. Poco después, en los primeros meses de 2014, se aprobaron los propulsores que se emplearán en el artefacto. Desarrollados por la empresa brasileña Fibraforte, también de São José dos Campos, los seis propulsores que equiparán al satélite son esenciales para la realización de maniobras en el espacio, necesarias para llegar y mantenerse en la órbita.

El Amazonia 1 dará una vuelta alrededor de la Tierra en 100 minutos y sobrevolará la misma región cada cinco días

LÉO RAMOSEl Amazonia 1 dará una vuelta alrededor de la Tierra en 100 minutos y sobrevolará la misma región cada cinco díasLÉO RAMOS

“Con la calificación del modelo térmico, ya se encuentran en marcha las actividades de una nueva etapa: la integración y las pruebas del modelo eléctrico, cuando verificaremos la compatibilidad eléctrica y testearemos las interfaces entre todos los subsistemas y equipos. Estos ensayos se concretarán en 2016”, explica Da Silva. También están previstas para este año las pruebas de compatibilidad electromagnética para demostrar que todos los subsistemas del satélite están funcionando perfectamente, sin generar interferencias indebidas. “Si todo marcha bien, daremos inicio a la integración y a las pruebas del modelo de vuelo, cuya realización está programada para 2017. Ésa es la última etapa antes de la conclusión del satélite”, comenta Da Silva. El Inpe aún no ha definido cuándo y qué cohete efectuará el lanzamiento del satélite, pero la elección recaería sobre un lanzador de los actualmente disponibles en el mercado internacional, porque el país aún no cuenta un cohete a tal fin. El satélite está calificado para ser compatible con una familia de lanzadores, tales como el ucraniano Dnepr, el estadounidense Minotaur-C y el europeo Vega, entre otros.

Clasificado como un satélite de teledetección de órbita polar baja, el Amazonia 1 orbitará el planeta pasando por ambos polos, desde el Norte en dirección hacia el Sur, y sobrevolará Brasil durante el día. Cruzará la línea del Ecuador siempre a las 10:30. Al orbitar a una velocidad de 7,5 kilómetros por segundo, tardará 100 minutos para circundar la Tierra. Un aspecto importante del satélite es el sobrevuelo sobre el mismo punto de la Tierra cada cinco días, un período al que se le denomina revisita. A efectos de comparación, la revisita del Satélite Sino-Brasileño de Recursos Terrestres (Cbers), que compone una serie de satélites fabricada junto con China, ocurre cada 26 días. “El sobrevuelo rápido del Amazonia 1 aumenta la probabilidad de que su cámara capte imágenes útiles”, explica Da Silva. El Amazonia 1 tendrá una cámara una con resolución de imagen de 60 metros (m) por 60 m, mientras el Cbers-4 tiene varias cámaras, y la de mayor resolución es de 5 m por 5 m.

El Amazonia 1 volará 25 años después del lanzamiento del primer satélite fabricado totalmente en Brasil, el Satélite de Recabado de Datos 1 (SCD-1), en 1993. Cinco años después, en 1998, otro satélite de esa misma familia, el SCD-2, fue puesto en órbita. Esos artefactos, aún en actividad, reciben información ambiental transmitida por plataformas de recolección de datos instaladas en lugares remotos del territorio nacional y las envían a estaciones terrenas del Inpe con sede en Cuiabá, estado de Mato Grosso, y en Alcântara, estado de Maranhão. Los datos recabados (temperatura, presión, humedad, pluviometría, etc.) se utilizan en diversas aplicaciones, tales como el pronóstico del tiempo, en estudios relacionados con corrientes oceánicas y mareas y en la planificación agrícola, entre otros.

Las diferencias entre ambos satélites son grandes. El segundo pesaba sólo 115 kilos, alrededor de una quinta parte de los poco más de 500 kilos que pesa el Amazonia 1. El sistema de estabilización de los artefactos también es otro. Los satélites de la familia SCD se estabilizan en el espacio por rotación y se comportan en órbita como si fuesen trompos, girando en torno de sus propios ejes. “Lo único que controlamos es su velocidad de rotación. Permanecen siempre apuntados hacia el mismo punto en el espacio y sería imposible reposicionarlos para monitorear un desastre ambiental con mayor detalle”, explica Da Silva. En tanto, el Amazonia 1, como se estabiliza en tres ejes, puede tener su cámara apuntada hacia cualquier lugar en busca de la imagen deseada. Los dos satélites también difieren en el control de la órbita. Como no posee un subsistema de propulsión, el SCD se acerca a la Tierra algunas decenas de metros por año, mientras que el Amazonia 1 se valdrá de los propulsores desarrollados por Fibraforte para mantenerse en órbita durante toda su vida útil, que es de cuatro años.

La antena del satélite que será lanzado en 2018

Léo RamosLa antena del satélite que será lanzado en 2018Léo Ramos

Socios nacionales
La nacionalización de los diversos componentes que constituyen el Amazonia 1 es una característica relevante del proyecto. La cámara WFI (siglas de Wide Field Imager o cámara de amplio campo de visión), encargada de tomar las imágenes del territorio brasileño, fue fabricada por un consorcio integrado por las empresas Equatorial Sistemas, de São José dos Campos, y Opto Eletrônica, de São Carlos, en el interior de São Paulo. Los objetivos de la cámara fueron desarrollados por  ambas empresas, en tanto que la electrónica de procesamiento de señales, el montaje, la integración y las pruebas del subsistema se calificaron en Equatorial. Esa misma cámara, con pocas diferencias, está instalada en el Cbers-4.

Equatorial también estuvo a cargo del desarrollo del grabador digital de datos (DDR, por sus siglas en inglés) del satélite, y le cupo a Omnisys, de São Bernardo do Campo (São Paulo), la fabricación de la unidad terminal remota (UTR), que efectúa la interfaz entre la cámara WFI y la computadora a bordo, y del transmisor de datos en banda X, que enviará las imágenes tomadas al control en Tierra, aparte de la antena de ese transmisor. En tanto, el convertidor de voltaje se le solicitó a AEL Sistemas, de Porto Alegre (Rio Grande do Sul). Los paneles solares, que generan energía para el funcionamiento del satélite, los fabricó Orbital.

El instituto se encargó del desarrollo y la finalización de diversos subsistemas, entre ellos el de control térmico, el de provisión de energía, que incluye a los paneles solares, y el de telemetría y telemando de servicios; estos dos últimos también contaron con la participación de la empresa Mectron, de São José dos Campos. La estructura del satélite estuvo a cargo de Cenic Engenharia, también de São José dos Campos, mientras que el subsistema de control de altitud y tratamiento de datos se desarrolló en el marco de un acuerdo de transferencia de tecnología con la empresa argentina Invap. “Una vez concluido el ciclo de desarrollo del Amazonia 1, tendremos el dominio de toda la cadena de fabricación de un satélite de ese porte, lo que nos permitirá afrontar proyectos mayores y destinados a otras aplicaciones”, dice Da Silva. “Generamos capacidad en las empresas para que puedan estar aptas para proyectar y fabricar sistemas espaciales en Brasil”, concluye Perondi.

Para Pierre Kaufmann, docente de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, de São Paulo, y coordinador del Centro de Radioastronomía y Astrofísica Mackenzie, la construcción del Amazonia 1 constituye un emprendimiento justificable, aunque esto no implica un salto tecnológico en términos globales, pues otros países poseen el conocimiento referente a la fabricación de artefactos de ese porte y esa complejidad. “El Amazonia 1 no representa una innovación competitiva internacionalmente, pero para nosotros tiene su importancia. Como el sector espacial es estratégico, es relevante para el país el hecho de tener autonomía tecnológica”, dice. Hasta ahora, destaca Kaufmann, Brasil se ha valido de satélites de teledetección comprados en el exterior o desarrollados con socios, tal como es el caso del Cbers. Para el profesor José Leonardo Ferreira, del Instituto de Física de la Universidad de Brasilia (UnB), exinvestigador del Inpe y exconsultor de la Agencia Espacial Brasileña (AEB), el Amazonia 1 representa un paso más hacia la independencia tecnológica en el sector espacial. “Es importante saber desarrollar sistemas espaciales y tener total autonomía en su uso y sus aplicaciones.”

Proyecto
Desarrollo y calificación de un propulsor monopropelente de 5N para satélites (nº 2003/07755-5); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe) (Pipe); Investigador responsable Humberto Pontes Cardoso (Fibraforte); Inversión R$ 399.026,25.