L¡¯embri¨® d¡¯un cl¨²ster catal¨¤ de nanosat¨¨l¡¤lits
La UPC idea un sistema pioner per modelar la superf¨ªcie terrestre i dues empreses volen posar en ¨°rbita aquests ginys a baix cost
La regla general de la tecnologia ¨¦s que a mesura que avan?a ens va nodrint d¡¯aparells cada vegada m¨¦s lleugers i amb un ventall creixent de funcionalitats. En la ind¨²stria espacial, aquesta teoria ha fet possible el naixement dels nanosat¨¨l¡¤lits, els germans petits dels sat¨¨l¡¤lits artificials que pesen menys de deu quilos. Estan fabricats per poder girar al voltant de la Terra en ¨°rbites baixes, molt m¨¦s a prop del planeta que els seus germans grans, motiu que explica que necessitin molta menys energia per transmetre dades. Es preveu que el 2015 siguin tend¨¨ncia en el sector de la tecnologia i que en els pr¨°xims anys diverses constel¡¤lacions d¡¯aquests nous habitants de l¡¯espai aportin nous fluxos de dades que ens permetran controlar i con¨¨ixer millor el nostre planeta.
Els nanosat¨¨l¡¤lits oferiran? dades per con¨¨ixer millor la Terra
La Universitat Polit¨¨cnica de Catalunya en sap molt de nanosat¨¨l¡¤lits. En el seu laboratori dedicat a aquests ginys ha ideat un sistema amb aspiraci¨® a ser pioner a modelar la superf¨ªcie terrestre. Els esculls m¨¦s importants per aquests sat¨¨l¡¤lits s¨®n el cost econ¨°mic i la burocr¨¤cia lligats a la posada en ¨°rbita. Fixades en aquest entrebanc, dues empreses catalanes han ideat sistemes per fer els llan?aments m¨¦s econ¨°mics. Una d¡¯elles t¨¦ previst fer-los des de l¡¯aeroport de Lleida-Alguaire. Juntament amb la universitat conformen parts d¡¯un embri¨® del que es podria arribar a convertir en un cl¨²ster de refer¨¨ncia d¡¯aquesta disciplina.
Els GPS que utilitzem gaireb¨¦ a diari ens proporcionen amb exactitud les coordenades del punt on ens trobem. No obstant aix¨°, no ens informen de manera precisa de l¡¯al?ada respecte del nivell del mar, segons Adriano Camps, codirector del laboratori de la UPC dedicat als nanosat¨¨l¡¤lits, el NanoSat Lab. ¡°Pots estar vora el mar i que el GPS et digui que est¨¤s a 160 metres¡±, afirma. Aquest ¡°error¡± es deu al fet que els sistemes de posicionament global ofereixen habitualment l¡¯al?ada d¡¯un punt determinat respecte d'un model matem¨¤tic aproximat que representa la superf¨ªcie de la Terra, un el¡¤lipsoide anomenat WGS84.
El nanosat¨¨l¡¤lit m¨¦s flamant de la UPC t¨¦ com a objectiu calcular les al?ades de la Terra de manera precisa tenint en compte, fins i tot, que el planeta presenta tamb¨¦ irregularitats al nivell del mar. No sempre es troba als zero metres. Als oceans hi ha zones m¨¦s altes que d¡¯altres a causa dels corrents i de la batimetria -el relleu del fons mar¨ªtim-, detalla Camps, professor del Departament de Teoria de la Senyal de la UPC. El nanosat¨¨l¡¤lit batejat com a 3Cat-2 donar¨¤ voltes sobre la Terra a uns 600 quil¨°metres. Des d¡¯all¨¤ rebr¨¤ senyals dels sistemes de posicionament global ¨Cl¡¯americ¨¤ GPS, el rus GLONASS i el futur europeu Galileo- situats a m¨¦s de 20.000 quil¨°metres per sobre del planeta. Per calcular l¡¯al?ada real d¡¯un punt determinat de la superf¨ªcie terrestre, el nanosat¨¨l¡¤lit disposa d¡¯un sensor que rebr¨¤ el senyal del sat¨¨l¡¤lit ¡°gran¡± de posicionament reflectit a sobre de la superf¨ªcie de la Terra. La t¨¨cnica s¡¯anomena GNSS-R.
Camps detalla que, per fer-se una idea de la t¨¨cnica, els grans sat¨¨l¡¤lits dels sistemes de posicionament es poden considerar ¡°sols¡± artificials que emeten uns senyals que es reflecteixen sobre la Terra, com ho fan els rajos solars, i ¡°reboten¡± cap al nanosat¨¨l¡¤lit. De fet, tan els senyals dels sat¨¨l¡¤lits com els rajos del Sol s¨®n ones electromagn¨¨tiques, per¨° de diferent freq¨¹¨¨ncia. El c¨¤lcul de l¡¯al?ada es fa per geometria a partir de la difer¨¨ncia dels temps que el senyal GPS tarda a arribar de manera directa i de manera reflectida al nanosat¨¨l¡¤lit. ¡°D¡¯alguna manera ¨¦s com saber a quina dist¨¤ncia tens una paret si saps el temps que ha trigat l¡¯eco en anar i tornar, des que es va transmetre el so¡±, exemplifica Adriano Camps.
En un futur, el nanosat¨¨l¡¤lit ideat a la UPC, vinculat a la tesi del doctorant Hugo Carre?o, podria ser ¨²til per l¡¯estudi dels corrents dels oceans i l¡¯onatge. A la llarga, tamb¨¦ capa? de modelar totes les al?ades de la superf¨ªcie terrestre gr¨¤cies a una t¨¨cnica que ha revolucionat la geod¨¨sia perqu¨¨ no ha de transmetre cap senyal -agafa les dels GPS- i ofereix la variaci¨® din¨¤mica de les al?ades. Probablement, segons Camps, pot servir tamb¨¦ m¨¦s endavant per mesurar les capes de gel a la criosfera o la humitat del s¨°l. De moment, la UPC ha provat aquest sistema penjant l'instrument que anir¨¤ a bord del nanosat¨¨l¡¤lit d¡¯un globus aerost¨¤tic, a trenta quil¨°metres d¡¯al?ada, i funciona correctament.
El proper pas ser¨¤ provar el 3Cat-2 des de l¡¯espai. Per a aix¨° far¨¤ falta esperar una mica. L¡¯expedient de contractaci¨® per llan?ar-lo s¡¯ha pactat en les ¨²ltimes setmanes i est¨¤ previst que s'executi a finals del 2015 o a principis del 2016. El cost del llan?ament ser¨¤ de 310.000 euros. Est¨¤ previst tamb¨¦ tancar un acord per tal que la universitat catalana pugui provar aquesta tecnologia a l¡¯Estaci¨® Espacial Internacional, que podria esdevenir realitat l¡¯any 2018.
La UPC t¨¦ un altre model de nanosat¨¨l¡¤lit, el primer que va desenvolupar, que est¨¤ previst que arribi a l¡¯espai el juliol del 2015 carregat amb una s¨¨rie d¡¯experiments. De fet, ja hauria d¡¯estar en ¨°rbita actualment, per¨° la crisi entre Ucra?na i R¨²ssia ho ha impedit, ja que el giny s¡¯havia de llan?ar l¡¯estiu passat des d¡¯un coet rus. Finalment, es posar¨¤ en ¨°rbita des d¡¯un coet americ¨¤, el Falcon 9 de l¡¯empresa SpaceX, amb un cost d¡¯entre 80.0000 i 100.000 euros sufragat per l¡¯Institut d¡¯Estudis Espacials de Catalunya, segons detalla Adriano Camps. Actualment l¡¯¨²nica manera de llan?ar nanosat¨¨l¡¤lits a l¡¯espai ¨¦s aprofitant el viatge de coets que efectuen llan?aments de sat¨¨l¡¤lits m¨¦s grans. El principal impediment d¡¯aquest sistema ¨¦s que ¡°fas la paperassa un any i mig, dos anys abans¡±, comenta el responsable del NanoSat Lab.
Llan?ar un nanosat¨¨l¡¤lit requereix uns dos anys de planificaci¨®?
L¡¯empresa Celestia Aerospace s¡¯ha constitu?t a Barcelona per posar nanosat¨¨l¡¤lits en ¨°rbita en menys de dues setmanes. El seu objectiu ¨¦s fer possible que qualsevol pime pugui fer experiments a l¡¯espai amb una gravetat que, a 600 quil¨°metres de la Terra, ¨¦s pr¨¤cticament nul¡¤la. La companyia de Gloria Garcia-Cuadrado se centra en uns nanosat¨¨l¡¤lits capa?os de provar processos de cristal¡¤litzaci¨® amb aplicacions al sector farmac¨¨utic i el dels semiconductors. L¡¯empresa t¨¦ establert un acord amb el NanoSat Lab de la UPC per a la seva fabricaci¨®.
Celestia Aerospace vol llan?ar els petits sat¨¨l¡¤lits amb un avi¨® i un coet amb l¡¯aparen?a que a tots ens ve al cap, com el d¡¯en Tintin, mentre que una altra companyia sorgida a Catalunya, amb seu a Cerdanyola del Vall¨¨s, Zero2Infinity, vol efectuar els llan?aments amb un globus aerost¨¤tic amb un coet penjat amb forma de dos d¨°nuts, un a dintre de l¡¯altre i amb un aparell amb forma de magdalena al mig. La companyia que dirigeix Jos¨¦ Mariano L¨®pez-Urdiales ja ha dut a terme algunes proves amb el globus. Tot i aix¨°, igual que Celestia Aerospace, t¨¦ previst efectuar els primers llan?aments entre el 2016 i el 2017.
Ens enfilem cap a l¡¯espai amb aquestes dues companyies per veure com tenen previst travessar l¡¯atmosfera.
0 metres. Un globus amb heli ¨Ccom els de les fires- que acabar¨¤ fent 40 metres de di¨¤metre perqu¨¨ es va inflant a mesura que puja ser¨¤ l¡¯instrument que en Jos¨¦ Mariano far¨¤ servir per enlairar el peculiar coet que ha dissenyat per llan?ar els nanosat¨¨l¡¤lits. Es tracta d¡¯un m¨¨tode ja provat els anys 50 per¨° que es va acabar abandonant perqu¨¨ no era v¨¤lid per aixecar sat¨¨l¡¤lits d¡¯un pes considerable. Ara torna a ser ¨²til. El llan?ament es far¨¤ en un petit vaixell a les Illes Can¨¤ries, ubicaci¨® escollida per les seves caracter¨ªstiques meteorol¨°giques. Empopant l¡¯embarcaci¨® i fent-la anar a la mateixa velocitat del vent s¡¯aconsegueix inflar el globus sense problemes i comen?a a pujar cap amunt.
300 metres. A la terra ferma, una mica per sobre del nivell del mar, la Gloria situa els seus llan?aments a l¡¯aeroport de Lleida-Alguaire per q¨¹estions de proximitat amb l¡¯empresa, tot i que encara est¨¤ en proc¨¦s de negociaci¨® amb aquest i altres aeroports poc ¨Co gaireb¨¦ gens- transitats, com el de Terol i el de Castell¨®. Celestia Aerospace t¨¦ previst comprar un avi¨® MiG-29 desmilitaritzat de dues places: una per al pilot i l¡¯altra per al client, que podr¨¤ participar en el llan?ament del sat¨¨l¡¤lit i veure la Terra des de ben amunt, ja amb la superf¨ªcie corbada. Juntament amb ells, est¨¤ previst que viatgi un m¨ªssil modificat amb el nanosat¨¨l¡¤lit a dintre. L¡¯avi¨® s¡¯enlairar¨¤ de l¡¯aeroport com un vol tradicional.
20-25 quil¨°metres. En arribar a aquesta dist¨¤ncia respecte del planeta, en Jos¨¦ Mariano t¨¦ previst que s¡¯encenguin els motors del seu coet, que explica que no cal que sigui punxegut perqu¨¨ a aquella al?ada ja no cal superar el fort fregament de l¡¯atmosfera. La forma de d¨°nut es deu al fet que permet emmagatzemar m¨¦s combustible, segons detalla L¨®pez-Urdiales. El coet porta una bugia d¡¯encesa per comen?ar a cremar el gas natural liquat que porta. Com s¡¯enc¨¦n la flama sense gaireb¨¦ oxigen? L¡¯aparell tamb¨¦ en porta, en estat l¨ªquid, per fer-ho possible. ?s curi¨®s tamb¨¦ com est¨¤ previst que el coet es desenganxi del globus: amb material pirot¨¨cnic per trencar els cables d¡¯uni¨®. Quan s¡¯acaba el combustible del d¨°nut m¨¦s gran, es deixa anar l¡¯estructura buida. Queda el d¨°nut petit i la magdalena. Quan s¡¯acaba el combustible del d¨°nut petit, resta la magdalena sola i va ascendint cap a l¡¯espai amb el nanosat¨¨l¡¤lit a dins.
Celestia Aerospace arribar¨¤ a aquesta al?ada amb un avi¨® que portar¨¤ a bord el pilot i el client, que ser¨¤ part¨ªcip del llan?ament. En aquest punt es deixar¨¤ anar un m¨ªssil modificat que ser¨¤ l¡¯encarregat de fer el tram final i m¨¦s llarg del llan?ament que, si tot va b¨¦, culminar¨¤ amb la posada en ¨°rbita.
600 quil¨°metres. Arribem al dest¨ª dels nanosat¨¨l¡¤lits, a l¡¯anomenada ¨°rbita baixa. La magdalena de L¨®pez-Urdiales haur¨¤ d¡¯haver arribat a prou velocitat com per poder deixar el nanosat¨¨l¡¤lit en ¨°rbita. La velocitat ¨¦s la clau de l¡¯¨¨xit, segons explica en Jos¨¦ Mariano ja que, si el nanosat¨¨l¡¤lit no rep prou embranzida, pot caure cap a la Terra. Arribar fins aqu¨ª amb Zero2Infinity costar¨¤ uns ¡°pocs milions d¡¯euros¡±, segons detalla el CEO de la companyia, tot i que insisteix que el preu no ¨¦s un factor important en aquest sector. Segons ell, preval m¨¦s un servei que avui dia encara no s¡¯ofereix i explica que ha rebut ja diverses ofertes per efectuar llan?aments. La companyia, que se centrar¨¤ exclusivament en la posada en ¨°rbita i no en el desenvolupament de nanosat¨¨l¡¤lits, t¨¦ calculat el cost de l¡¯operaci¨® tenint en compte que no es podr¨¤ reaprofitar cap part del coet. Malgrat aix¨°, la companyia treballa amb la idea de poder arribar a recuperar gran part del dispositiu.
Fins aqu¨ª tamb¨¦ est¨¤ previst que arribin els petits sat¨¨l¡¤lits llan?ats per Celestia Aerospace. El preu estimat per cada llan?ament ser¨¤ de 200.000 euros, 50.000 per al desenvolupament del sat¨¨l¡¤lit, 100.000 pel llan?ament i 50.000 per la gesti¨® de l¡¯aparell una vegada a l¡¯espai, on tindr¨¤ una vida ¨²til d¡¯entre 2 i 5 anys perqu¨¨ a 600 quil¨°metres de la Terra encara hi ha ¡°restes d¡¯una atmosfera molt t¨¨nue¡± que fa que els nanosat¨¨l¡¤lits vagin perdent al?ada, explica Garcia-Cuadrado. La CEO de Celestia Aerospace comenta que aquest fregament tamb¨¦ afecta l¡¯Estaci¨® Espacial Internacional, que ¡°cada cert temps ha d¡¯activar un sistema de propulsi¨®¡±.
A banda del llan?ament de nanosat¨¨l¡¤lits, Zero2Infinity est¨¤ treballant en un projecte de turisme espacial i actualment fa negoci amb l¡¯obtenci¨® d¡¯imatges de la Terra amb c¨¤meres que pengen de globus aerost¨¤tics. Segons L¨®pez-Urdiales, actualment l¡¯empresa rep finan?ament per part de ¡°la Caixa¡± i d¡¯Ultramagic, ¡°principal fabricant mundial de globus¡±. Celestia Aerospace, que es presenta com a impulsora d¡¯una ¡°democratitzaci¨® de l¡¯espai¡±, explica que t¨¦ emparaulat un finan?ament de 50 milions d¡¯euros i tamb¨¦ t¨¦ previst treure partit de l¡¯avi¨® que adquirir¨¤ amb finalitats tur¨ªstiques.
¡°La gent que treballem a la universitat, quan publiquem un resultat, n¡¯hem d¡¯estar requetesegurs¡± i ¡°les empreses tenen una aproximaci¨® diferent, poden ser m¨¦s agosadades, han de buscar clients¡±, diu Adriano Camps preguntat per si veu factibles les propostes de Zero2Infinity i Celestia Aerospace. Sobre el procediment de L¨®pez-Urdiales, afegeix que a ell li consta que mai s¡¯ha fet res similar per¨° reconeix que ¡°li pot sortir b¨¦¡±. ¡°A principis dels anys 90 es va fer una prova que consistia a carregar-se un sat¨¨l¡¤lit en ¨°rbita baixa des d¡¯un avi¨® militar llan?ant un pepino i va funcionar¡±, explica el codirector del NanoSat Lab. En aquest sentit, comenta que la idea de Celestia Aerospace podria prosperar i que no la veu ¡°esbojarrada¡±, ja que consisteix a treure l¡¯explosiu del m¨ªssil i canviar-lo per un desplegador de sat¨¨l¡¤lits.
La UPC, l¡¯Ajuntament de Barcelona, la UB, la Universitat de Florida i l¡¯Institut Cartogr¨¤fic i Geol¨°gic de Catalunya van signar fa mig any un acord amb l¡¯objectiu de crear el Centre de Tecnologies i Aplicacions per a petits sat¨¨l¡¤lits (CENSAT), que est¨¤ previst que estigui operatiu i amb seu a Barcelona a finals del 2015. T¨¦ com a objectiu refor?ar ¡°el lideratge de Barcelona en l¡¯¨¤mbit de les smart cities¡± amb una ¡°estreta col¡¤laboraci¨® amb l¡¯empresa privada¡±. En la presentaci¨® d¡¯aquest projecte es va destacar que est¨¤ previst que la ind¨²stria dels sat¨¨l¡¤lits petits creixi en un 23,8% anual entre el 2014 i el 2020. Es va ressaltar, aix¨ª mateix, que Catalunya pot ¡°excel¡¤lir¡± en aquest ¨¤mbit, pel coneixement de qu¨¨ es disposa en mat¨¨ria aeroespacial.
El sector dels? sat¨¨l¡¤lits podria encaixar amb la nova economia
¡°Si som pocs, el normal ¨¦s afegir esfor?os¡±, afirma Camps respecte la creaci¨® del CENSAT, que al mateix temps que destaca la import¨¤ncia de la sintonia entre el coneixement tecnol¨°gic adquirit en grups de recerca com el seu i de la iniciativa privada que es materialitza en companyies com Zero2Infinity i Celestia Aerospace. En aquest sentit, comenta que aquestes empreses podrien ajudar a superar ¡°un dels colls d¡¯ampolla¡± en l¡¯univers dels nanosat¨¨l¡¤lits, el llan?ament. Considera que tamb¨¦ ¨¦s imprescindible el paper de l¡¯administraci¨® p¨²blica. En aquest punt, el professor de la UPC comenta que t¨¦ coneixement que Celestia Aerospace ho t¨¦ m¨¦s complicat en les negociacions amb ¡°els aeroports que s¨®n m¨¦s propers¡±. El CEO de Zero2Infinity t¨¦ clar que si la legislaci¨® espanyola no s'adapta al seu projecte, l'anir¨¤ a desenvolupar a un altre lloc. "Si no la pifiem, que amb aix¨° som especialistes i dic som amb les quatre barres¡±, el sector dels nanosat¨¨l¡¤lits podria encaixar en la ¡°nova economia¡± de qu¨¨ es parla, ¡°no depenent del totxo¡±, conclou Camps.
Les missions dels petits sat¨¨l¡¤lits
"La gravetat emmascara molts processos¡±, afirma Gloria Garcia-Cuadrado, per introduir les utilitats dels nanosat¨¨l¡¤lits. Una de les aplicacions en qu¨¨ ha pensat ¨¦s el de la cristal¡¤litzaci¨®, la formaci¨® de cristalls molt ordenats sense forces en contacte. Es tracta d¡¯un proc¨¦s que t¨¦ aplicacions a la ind¨²stria farmac¨¨utica i que podria ajudar a desenvolupar nous medicaments i vacunes. Els resultats obtinguts, per¨°, s¡¯haurien d¡¯observar des de la dist¨¤ncia perqu¨¨ ara per ara seria impossible retornar el nanosat¨¨l¡¤lit amb el seu contingut a la Terra. Al cap de tres anys, aquest tipus de dispositius es desintegren per haver perdut massa al?ada.
Preguntat per les aplicacions dels petits sat¨¨l¡¤lits, Jos¨¦ Mariano L¨®pez-Urdiales ens transporta fins als grans oleoductes de petroli de M¨¨xic on comenta que cada any es perden 5.000 milions de d¨°lars en robatoris. Com que hi ha molts quil¨°metres de canonades, ¨¦s molt dif¨ªcil vigilar-los tots en temps real amb c¨¤meres de seguretat o drones. El CEO de Zero2Infinity proposaria en aquest cas crear una constel¡¤laci¨® de 100 nanosat¨¨l¡¤lits amb c¨¤meres per vigilar les instal¡¤lacions, un sistema que presenta com a efectiu i discret. Tamb¨¦ proposa l'¨²s de nanosat¨¨l¡¤lits per cobrir zones poc poblades i sense connexi¨® de dades m¨°bils, principalment en la l¨ªnia de la idea de la Internet de les coses.
El 3Cat-1 de la UPC portar¨¤ diversos experiments a bord. Un d'ells ser¨¤ la prova d'unes noves c¨¨l¡¤lules d'energia solars de silici que han crescut al Campus Nord de la universitat, m¨¦s f¨¤cils d'instal¡¤lar als sat¨¨l¡¤lits que les tradicionals. Tamb¨¦ estudiar¨¤ com es comporta l'energia el¨¨ctrica a l'espai en la l¨ªnia de poder-la transmetre sense cap cable, a trav¨¦s d'ones electromagn¨¨tiques, aprofitant que sense gravetat, d'alguna manera, els electrons floten. Aquesta aplicaci¨® seria molt ¨²til a l'espai quan s'envien diversos dispositius que estan a prop l'un de l'altre, ja que permetria que es passessin electricitat entre ells i, per tant, no tots haurien de portar incorporats sistemes generadors.
Tu suscripci¨®n se est¨¢ usando en otro dispositivo
?Quieres a?adir otro usuario a tu suscripci¨®n?
Si contin¨²as leyendo en este dispositivo, no se podr¨¢ leer en el otro.
FlechaTu suscripci¨®n se est¨¢ usando en otro dispositivo y solo puedes acceder a EL PA?S desde un dispositivo a la vez.
Si quieres compartir tu cuenta, cambia tu suscripci¨®n a la modalidad Premium, as¨ª podr¨¢s a?adir otro usuario. Cada uno acceder¨¢ con su propia cuenta de email, lo que os permitir¨¢ personalizar vuestra experiencia en EL PA?S.
En el caso de no saber qui¨¦n est¨¢ usando tu cuenta, te recomendamos cambiar tu contrase?a aqu¨ª.
Si decides continuar compartiendo tu cuenta, este mensaje se mostrar¨¢ en tu dispositivo y en el de la otra persona que est¨¢ usando tu cuenta de forma indefinida, afectando a tu experiencia de lectura. Puedes consultar aqu¨ª los t¨¦rminos y condiciones de la suscripci¨®n digital.
Sobre la firma
