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TECNOLOGÍA AEROESPACIAL

Nuevas vías de exploración del espacio

Empresas brasileñas invierten en el desarrollo y la aplicación comercial de nanosatélites

El VCUB1 mide solamente 30 cm de largo por 20 cm de ancho y 10 cm de alto

Visiona Tecnologia Espacial

El lanzamiento en abril de un satélite de 12 kilogramos (kg), poco más grande que una caja de zapatos, representó un hito para la industria espacial brasileña. El VCUB1, concebido por Visiona Tecnologia Espacial, una joint venture de Embraer Defesa e Segurança y Telebras, es el primer nanosatélite de alto rendimiento diseñado y desarrollado en el país. Se trata también de una iniciativa pionera de aplicación comercial: hasta ahora, los proyectos nacionales de este tipo eran de uso científico o educativo (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 219). La empresa espera poder validar el software embarcado y utilizar la información recogida para complementar y perfeccionar los servicios de teledetección y telecomunicaciones que ofrece a sus clientes, que actualmente se basan en satélites de terceros.

El dispositivo costó más de 30 millones de reales, de los cuales 2,9 millones fueron invertidos por la Empresa Brasileña de Investigación e Innovación (Embrapii). Dispone de una cámara reflexiva de observación – la primera de este tipo desarrollada en Brasil – dotada con un sistema óptico formado por tres espejos, capaz de capturar imágenes de la superficie terrestre con una resolución espacial de 3,5 metros. Es decir, si estuviera instalada en Campinas, sería capaz de fotografiar un camión en las calles de Río de Janeiro. El dispositivo fue desarrollado por la empresa Opto Space & Defence e Equatorial Sistemas, con el apoyo de la FAPESP y de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep).

El nanosatélite atravesará el territorio brasileño varias veces al día, recolectando imágenes y datos para uso meteorológico y para apoyar actividades en el sector agrícola, como el monitoreo de cultivos en lugares remotos y la detección de áreas de baja productividad. Eventualmente, podría colaborar en la prevención de catástrofes naturales, en actividades de monitoreo ambiental o servir para otros usos, vinculados al área de la seguridad y las ciudades inteligentes. El objetivo principal de Visiona, sin embargo, es validar la tecnología para poder lanzar satélites más grandes y complejos. “Para ello, necesitábamos una arquitectura escalable y un software embarcado confiable”, dice João Paulo Campos, presidente de la empresa.

El equipo cuenta con un sistema de gestión de datos de embebido, responsable del control de otros subsistemas y de la interfaz con el suelo. También dispone de un sistema de comunicación y control de posición y órbita, que permite apuntar la cámara con mayor precisión hacia el lugar en donde se desea recabar imágenes u orientar sus paneles solares hacia el Sol, para aumentar la generación de la energía que lo alimenta. “Se trata de una tecnología estratégica que Brasil aún no domina”, destaca Campos. “En este sentido, el VCUB1 pone al país entre un grupo de naciones que dominan todo el proceso de desarrollo de satélites”, añade.

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

Para Fábio de Oliveira Fialho, de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli-USP), el nanosatélite de Visiona rompe una barrera tecnológica importante. “El VCUB1 le permitirá a la empresa explorar datos de alta calidad en diferentes capas, añadiendo más valor a los servicios que les ofrece a sus clientes”.

La estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) participó del esfuerzo conjunto de desarrollo ayudando a definir los colores que visualizará el satélite: se eligió la banda de borde rojo, más apropiada para el monitoreo de los cultivos. El Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) colaboró en el diseño del proyecto aportando su experiencia en ingeniería de sistemas, montaje, integración y pruebas del satélite. Por su parte, el Instituto Senai de Innovação em Sistemas Embarcados (ISI-SE), de Florianópolis, se encargó de construir y probar la estación terrestre y el software que vincula el ordenador integrado con los componentes embarcados, con financiación de la Embrapii.

El ISI-SE también participa en otro programa, Constelación Catarina, creado en mayo de 2021 por la Agencia Espacial Brasileña (AEB). Esta iniciativa apunta a poner en órbita 13 nanosatélites en los próximos años. Dos de ellos se encuentran en fase de desarrollo. Uno en el ISI-SE, el otro en la Universidad Federal de Santa Catarina. “La idea es que formen una red y trabajen juntos para recabar información agrícola y meteorológica”, explica Augusto De Conto, gerente responsable del proyecto. “Si todo va bien, nuestro nanosatélite será lanzado en 2024”, informa.

Los nanosatélites y microsatélites movieron 2.800 millones de dólares en 2022, y se espera que este mercado alcance los 6.700 millones en 2027, según un análisis de la consultora estadounidense Markets and Markets. Los datos del informe SpaceWorks estiman que en los próximos cinco años se lanzarán al espacio entre 2.000 y 2.800 de estos dispositivos para diversas aplicaciones. El modelo avanza debido a los bajos costos de construcción de estos artefactos. A diferencia de un gran satélite convencional, que puede costar entre 150 y 400 millones de dólares, los nanosatélites son relativamente baratos. Pero tienen una vida útil más breve, de tres a cinco años.

La expansión de este mercado coincide con un cambio en la industria aeroespacial. Con la consolidación de las tecnologías y la reducción de los riesgos asociados a su desarrollo, el segmento empezó a atraer más la atención del capital privado. La cara más reluciente de este interés ha sido la creación de empresas tales como Blue Origin, del multimillonario Jeff Bezos, propietario de Amazon, SpaceX, de Elon Musk, y Virgin Galactic, de Richard Branson, dedicadas a construir cohetes de lanzamiento y a transportar astronautas y turistas al espacio (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 278). El VCUB1 fue lanzado en abril por el cohete Falcon 9, de SpaceX, junto con otros satélites de diferentes tamaños.

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

Brasil no es un exponente de la explotación comercial del espacio, pero tiene potencial para crecer. El nanosatélite de Visiona es tan solo una de las diversas iniciativas en marcha en el país. Otra es el nanosatélite de SciCrop, una startup de geoprocesamiento de datos vía satélite con sede en São Paulo, cuyo lanzamiento está previsto para el segundo semestre del año. “Nuestro objetivo es recolectar las mejores imágenes posibles del centro-oeste brasileño”, dice José Damico, CEO de la empresa. Está previsto que el dispositivo recorra la región cada dos días registrando imágenes que permitan una visualización detallada de la productividad de cada parcela de soja plantada, lo que posibilitará separar las diferentes áreas productivas de las fincas. “Esta información nos ayuda a medir cuánto se está produciendo y si la siembra se hizo en el momento adecuado, por ejemplo”, dice. Los datos podrían ser utilizados por las instituciones financieras para analizar el riesgo de conceder créditos a los productores rurales, especialmente a aquellos que operan menos de 2.000 hectáreas y no tienen un estado contable o un balance patrimonial que presentar al momento de la solicitud.

El nanosatélite de SciCrop utiliza una estructura desarrollada por la empresa Alba Orbital, con sede en Glasgow (Escocia). “La construcción de un nanosatélite comprende varias etapas, como el desarrollo de su estructura y la homologación de sus equipos embarcados. En nuestro caso, partimos de una estructura ya hecha, que será adaptada para el uso que pretendemos”, explica.

Otra empresa brasileña que invertirá en este mercado es SCCON Geospatial, que ofrece a sus clientes servicios de tecnología geoespacial y cartografía vía satélite. Su negocio se basa en las imágenes tomadas por una constelación de 200 nanosatélites pertenecientes a la empresa estadounidense Planet. “Tenemos contratos con instituciones públicas y privadas brasileñas de diferentes segmentos, que utilizan nuestras soluciones para el monitoreo de plantaciones, represas, líneas de transmisión de energía, etc.”, dice Vinicius Rissoli, director de operaciones de la compañía.

En 2018, SCCON formalizó un acuerdo con la Policía Federal (PF) para monitorear la deforestación en la región amazónica. Esta asociación creció y dio origen al Programa Brasil Mais, una plataforma creada en 2020 en la que es posible acceder a imágenes de alta resolución de todo el país captadas por los nanosatélites de Planet. “Las imágenes se actualizan todos los días, lo que permite acciones más rápidas para combatir el desmonte, la minería ilegal y las ocupaciones irregulares”, dice Rissoli. La PF no es el único usuario de las imágenes. “Nuestro acuerdo le permite a cualquier institución pública adherirse al programa y acceder a ellas para otros fines en forma gratuita”. Actualmente, 300 instituciones se han registrado en la plataforma para utilizar los datos.

Pese al creciente interés del capital riesgo por los nanosatélites, las inversiones públicas siguen siendo fundamentales para estas iniciativas, dados los riesgos que conllevan. La Finep ha destinado fondos públicos no reembolsables – es decir, que no hay necesidad de devolver – a proyectos de investigación y desarrollo de empresas innovadoras del sector, como Opto, que ayudó a diseñar la cámara VCUB1. “Pretendemos invertir en la creación de acuerdos industriales más amplios basados en proyectos integrados, en los que una empresa ancla trabaje con empresas asociadas, universidades e institutos de investigación centrándose en subsistemas y componentes aislados”, subraya Elias Ramos de Souza, director de innovación de la Finep.

En el mes de mayo, la agencia anunció un aporte de 220 millones de reales a un proyecto liderado por Visiona para la construcción de un satélite mayor y más complejo que el VCUB1. El proyecto contará con la colaboración de las empresas Fibraforte, Opto, Equatorial, Orbital y Kryptus. “Recibirán aproximadamente la mitad del valor total del proyecto durante los próximos tres años para el desarrollo de los subsistemas y los componentes del satélite, que pesará algo más de 100 kg y contará con una cámara capaz de recolectar imágenes de la superficie terrestre con una resolución espacial de 75 cm”, dice William Rospendowski, superintendente de innovación de la Finep.

El año pasado, la institución de fomento emitió un pliego de 190 millones de reales, bajo la modalidad de subvención económica, para apoyar la construcción de pequeños vehículos de lanzamiento destinados al transporte de nano y microsatélites. Se espera que se desarrollen al menos dos prototipos con capacidad para poner en órbita cargas de al menos 5 kg, con operaciones de lanzamiento realizadas desde el territorio nacional. En la actualidad, tan solo 13 países en el mundo dominan esta tecnología. “La estrategia daría a Brasil una mayor autonomía de acceso al espacio”, comenta Campos, de Visiona. “Además de ayudar a reducir la dependencia tecnológica externa, estas iniciativas suelen tener un impacto positivo en la cadena productiva nacional”, añade De Conto, del ISI-SE.

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