Pensemos en la remota posibilidad de un día sin satélites, imaginemos que los casi seis mil satélites artificiales que orbitan nuestro planeta dejasen de funcionar: inevitablemente miles de millones de personas perderían el acceso a servicios de telecomunicación global, geolocalización, comunicación por teléfono y control del tráfico aéreo, es decir, esos miles de millones dejarían de estar conectados o incluso quedarían incomunicados.
Sin los satélites estaríamos a ciegas en nuestros intentos por tratar de crear un mapa del Universo, además de que quedaríamos limitados a la tecnología con la que contamos en la Tierra, restringiendo las comunicaciones y haciendo más difícil transportarnos de un lugar a otro.
No solemos pensar en ello pero esa constelación de artefactos tecnológicos que dan vueltas alrededor de nuestro planeta (tan pequeños que los puedes sostener en la mano, otros tan grandes como una ballena o incluso un barco trasatlántico) son una presencia invisible pero significativa en nuestra vida cotidiana.
Los satélites tienen una gran diversidad de funciones para la humanidad; por ejemplo, enviar información de un punto a otro de la Tierra, mantener las señales de GPS actualizadas (señales de ubicación), permitir el almacenamiento de información, mantener las comunicaciones de uso masivo como internet, telefonía y televisión satelital, saber sobre la situación de la Tierra, ver la evolución de fenómenos como el cambio climático, entre otras cosas.
También sirven para la exploración astronómica, los estudios meteorológicos y las redes eléctricas de cada país, que sincronizan la hora por satélite, o incluso los mercados financieros o los servidores informáticos y centros de datos.
En la actualidad empresas privadas desplazan a los gobiernos en el desarrollo de la industria satelital, por ejemplo, el empresario multimillonario Elon Musk impulsa Starlink, la propuesta de internet satelital que busca llevar redes de alta velocidad a cualquier parte del mundo sin necesidad de cables y a través de un enjambre de más de tres mil satélites.
Sin duda, este sector de la más compleja tecnología con grandes desafíos por delante siempre va a requerir de científicos e ingenieros de primer nivel para crear los satélites del futuro. En este sentido en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) se conformó hace siete años el equipo Cuauhtémoc-IPN Aeroespacial dedicado al diseño y desarrollo de satélites. El representativo politécnico lo integran alumnos de esta unidad académica interesados en la generación de ideas creativas e innovadoras mediante el uso de la tecnología espacial.
Triunfos colectivos
El colectivo de jóvenes mantiene una constante de triunfos en competencias de México y otros países de Pico-Satélites denominados CanSat, ya que todos sus componentes deben tener una dimensión que no supere una lata de refresco de 355 mililitros.
En estos concursos CanSat los estudiantes tienen el reto de reproducir a escala el proceso de fabricación de un satélite. En el plano internacional los politécnicos han participado en justas académicas convocadas por diversas agencias espaciales en el mundo, entre ellas la Sociedad Astronáutica Estadounidense (AAS), la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA).
En esta senda de triunfos sobresale la competencia CanSat efectuada en Blacksburg, Virginia, Estados Unidos, donde obtuvieron en 2021 el primer lugar latinoamericano y, en 2022, el segundo sitio latinoamericano y decimotercero a nivel mundial.
Contactado por Vértigo, Eduardo Gutiérrez Ordaz, actual capitán del grupo Cuauhtémoc, comparte que los prototipos son diseñados desde cero apegados a las fases de diseño de la NASA, lo cual a futuro les permitirá aplicar en la industria esta experiencia como un plus en su formación académica.
Para el futuro ingeniero en aeronáutica la participación en este grupo de innovación a través del Laboratorio de Integración y Pruebas Aeroespaciales de la ESIME “es inspirador porque te anticipa los desafíos que vas a enfrentar cuando estés en la industria de construcción de satélites, aeronaves o automóviles”.
“Las competencias son muy emocionantes ya que la misión solo dura unos cinco minutos, el microsatélite (que no va a orbitar) a bordo de un cohete, dron o un globo alcanza cierta altura y se deja caer el artefacto de menos de un kilo. En este momento entran en funciones todos los mecanismos integrados. Estas experiencias y conocimientos adquiridos después son aplicados a misiones espaciales reales”, detalla Gutiérrez.
Explica que el primer paso del protocolo es trabajar en los criterios de cada competencia como la misión que se debe cumplir, los elementos que se pueden integrar, peso, dimensiones y datos telemétricos.
En el paso dos o etapa Preliminary Design Review (PDR) se planea cómo dar solución a los mecanismos de estabilización de las cámaras, paracaídas, suspensión de llantas o autogiros.
En la tercera fase o Critical Design Review (CDR) se efectúa la manufactura e impresión de las partes que integrarán el CanSat, además de pruebas iniciales, cambios y optimizaciones de los dispositivos. Finalmente, se evalúa el funcionamiento para garantizar que el satélite se desempeñe de manera adecuada.
Experto en este tipo de satélites, asegura que en el trabajo de laboratorio siguen un proceso de retroalimentación o reingeniería para revisar cómo funcionó el satélite, y si falló, por qué ocurrió y cómo se puede reparar.
Los miembros del equipo desde su especialidad o área de interés pueden contribuir en la fabricación de los satélites que contempla cuatro secciones: Mecánica, Descenso, Electrónica y Programación.
Los prototipos del IPN creados para las competencias están integrados por sensores telemétricos para obtener datos de temperatura interna y externa, humedad relativa, altitud, longitud, latitud, aceleración, vibración, campo magnético, inclinación, presión, así como aceleración y descenso.
Los pequeños satélites tienen cámaras que graban la misión y un microcontrolador que activa los sistemas de liberación y desacople de los paracaídas que estabilizan la caída, además de un sistema de suspensión que amortigua el impacto del aterrizaje.
Los integrantes del equipo Cuauhtémoc en la creación de los minisatélites se han ocupado del diseño de todas las partes del prototipo en 3D, y en el área electrónica también crearon circuitos y tarjetas que alimentan los diferentes componentes.
Un grupo específico es el encargado de la programación, parte crucial del diseño de un satélite, porque implica el montaje del sistema telemétrico que recopila datos atmosféricos solicitados en cada misión; esa información se manda a una estación terrena para almacenarse en una base de datos.
El equipo Cuauhtémoc asentado en el Laboratorio de Integración y Pruebas Aeroespaciales ha logrado año con año clasificaciones en competencias nacionales e internacionales, en las cuales sus integrantes han adquirido experiencia en la planeación, diseño, construcción y lanzamiento de satélites.
Colaboran en manufactura de satélites
El Laboratorio de Integración y Pruebas Aeroespaciales de la ESIME Ticomán es un espacio de creatividad e innovación. En este sitio, especialistas del IPN y de la UNAM construyeron el nanosatélite en órbita Painani-2 que capta imágenes en infrarrojo para medir la temperatura ambiental.
Por su lado, la UNAM cuenta con su Unidad de Alta Tecnología en Querétaro donde al igual que el Politécnico, tienen equipos para pruebas aeroespaciales. Ambos centros educativos mantienen una colaboración interinstitucional en materia de satélites que ha sido muy fructífera.