Un nanosat¨¦lite proteger¨¢ los cielos de la contaminaci¨®n lum¨ªnica

El crecimiento de las ciudades y la proliferaci¨®n de proyectos de infraestructura como carreteras, puentes, y nuevas luminarias contaminan los cielos nocturnos y amenazan el futuro de la astronom¨ªa mundial. Un nuevo nanosat¨¦lite ¨C el primer sat¨¦lite-telescopio espacial hecho en Chile ¨C cuantificar¨¢ y seguir¨¢ la contaminaci¨®n lum¨ªnica que sufren d¨ªa a d¨ªa los astr¨®nomos.

Un equipo de cient¨ªficos de cuatro universidades de Chile y observatorios nacionales ha dise?ado un nanosat¨¦lite Cubesat que, desde el espacio, mirar¨¢ hacia la Tierra y, a trav¨¦s de una c¨¢mara-telescopio, podr¨¢ mandar datos e im¨¢genes que permitan caracterizar la contaminaci¨®n lum¨ªnica.

El proyecto colaborativo Suchai II se ha adjudicado un Fondo QUIMAL de 227.000 euros para el Desarrollo de Tecnolog¨ªas de la Astronom¨ªa Nacional que entrega la Agencia Nacional de Innovaci¨®n y Desarrollo, ANID (ex CONICYT). Los investigadores esperan iniciar la construcci¨®n del nanosat¨¦lite en marzo de este a?o, lanzarlo a mediados de 2021 e iniciar operaciones a principios de 2022.

Los cielos como recurso

¡°Si identificamos los problemas de contaminaci¨®n lum¨ªnica tempranamente desde el espacio, podemos alertar al Ministerio del Medio Ambiente para que fiscalice y sancione en caso de ser necesario. Es una especie de seguimiento espacial de la contaminaci¨®n, del crecimiento de las ciudades y de nuevos focos de luz¡±, explica Eduardo Ibar, astr¨®nomo de la Universidad de Valpara¨ªso y uno de los participantes del proyecto.

¡°Es como proteger los glaciares o la biosfera en la Patagonia o la extracci¨®n de peces en el mar para una pesca sostenible. Hay que proteger un recurso que tiene Chile que es ¨²nico en el mundo y hay que concienciar al Estado para que se haga cargo de la protecci¨®n¡±, agrega Ibar.

Es como proteger los glaciares o la biosfera en la Patagonia o la extracci¨®n de peces en el mar para una pesca sostenible. Hay que proteger un recurso que tiene Chile que es ¨²nico en el mundo

Chile se ha convertido en una plataforma astron¨®mica para el mundo. Los cielos oscuros y limpios del norte del pa¨ªs constituyen un patrimonio reconocido, lo que ha permitido que agencias europeas e internacionales se instalen en su territorio con algunos de los telescopios m¨¢s sofisticados del planeta.

El otro objetivo del sat¨¦lite-telescopio ser¨¢ crear conocimiento y experiencia en torno a nuevas tecnolog¨ªas como son los Cubesat, nanosat¨¦lites de tama?o est¨¢ndar que cada vez se utilizan m¨¢s en el mundo por suponer menor consumo energ¨¦tico y menor costo. El presupuesto, desde el dise?o al lanzamiento de un Cubesat, gira alrededor de los 500.000 euros, seg¨²n la compa?¨ªa de nanosat¨¦lites Al¨¦n Space.

Marcos D¨ªaz, investigador de la Universidad de Chile y l¨ªder del proyecto, explica que Suchai II se trata de una misi¨®n ¡°pathfinder¡±, para encontrar los caminos tecnol¨®gicos hacia un proyecto m¨¢s ambicioso. ¡°Podremos mostrar que los sensores que vienen en estos nanosat¨¦lites, con misiones espec¨ªficas, tienen una respuesta adecuada en el espacio y eventualmente pueden pasar a misiones m¨¢s cl¨¢sicas o veh¨ªculos m¨¢s grandes, lo que conlleva menos riesgo porque es tecnolog¨ªa que ya ha sido probada¡±, agrega D¨ªaz.

El investigador del Laboratorio de Exploraci¨®n Espacial y Planetaria de la Universidad de Chile lider¨® el lanzamiento del primer sat¨¦lite hecho en Chile, el Suchai I, una versi¨®n anterior y m¨¢s peque?a que el actual. El nanosat¨¦lite fue lanzado en junio del 2007 y sigue en ¨®rbita hasta el d¨ªa de hoy. Su misi¨®n fue obtener datos de f¨ªsica espacial, principalmente dirigida a medir el plasma ionosf¨¦rico en la alta atm¨®sfera de la Tierra.

Composici¨®n del Cubesat

Suchai II est¨¢ compuesto por tres cubos (unidades) de 10 cent¨ªmetros c¨²bicos cada uno. Su capacidad es de 3.4 litros a diferencia de su predecesor que era de un litro.

El nanosat¨¦lite estar¨¢ compuesto por una parte operativa y una secci¨®n de cargas ¨²tiles. La primera secci¨®n contendr¨¢ el procesador, las bater¨ªas, los paneles solares y la radio, mientras que la segunda secci¨®n estar¨¢ compuesta por los experimentos de la misi¨®n como son los sensores ¨C magnet¨®metros, sensores de plasma y el telescopio.

Podremos mostrar que los sensores que vienen en estos nanosat¨¦lites, con misiones espec¨ªficas, tienen una respuesta adecuada en el espacio y eventualmente pueden pasar a misiones m¨¢s cl¨¢sicas o veh¨ªculos m¨¢s grandes, lo que conlleva menos riesgo porque es tecnolog¨ªa que ya ha sido probada

El sat¨¦lite ser¨¢ de baja ¨®rbita y pasar¨¢ a una altura de 500 kil¨®metros de la superficie de la Tierra, a una velocidad de 7,5 kil¨®metros por segundo. Las im¨¢genes capturadas se concentrar¨¢n en un ¨¢rea de 300 por 300 kil¨®metros en dos regiones del norte de Chile donde se agrupan los m¨¢s grandes observatorios astron¨®micos.

La carga ¨²til de mayor importancia del Suchai II ser¨¢ la c¨¢mara telescopio que medir¨¢ la contaminaci¨®n atmosf¨¦rica. ?sta tendr¨¢ una alta resoluci¨®n de 2.000 por 2.000 p¨ªxeles y ser¨¢ particularmente sensible a la luz azul que emiten los focos LED.

¡°Como los LED consumen mucha menos energ¨ªa, las ciudades est¨¢ cambiando a ese tipo de iluminaci¨®n. Esta va a ser la fuente de contaminaci¨®n m¨¢s fuerte en un futuro muy cercano para los observatorios¡±, dice Holger Drass, ingeniero de la Universidad Cat¨®lica e investigador a cargo de dise?ar la ¨®ptica de los lentes. Drass explica que las lentes tendr¨¢n dos tipos de filtros que se enfocar¨¢n en captar la luz azul, a diferencia de los sat¨¦lites cl¨¢sicos que se han concentrado en medir la radiaci¨®n infrarroja.

D¨ªaz agrega: ¡°No est¨¢ claro cu¨¢l es la cuantificaci¨®n de la luz blanca, la m¨¢s compleja para los observatorios. Estamos tratando de detectar esa luz y no hacerlo desde el calor. Vamos a saber si los mapas que se han hecho en infrarrojo han sido certeros en detectar la luz blanca o sabremos si la contaminaci¨®n es a¨²n peor de lo que se pensaba¡±.

Hecho in Chile

La tecnolog¨ªa del nanosat¨¦lite ser¨¢ adaptada para el espacio, caracterizada y probada por chilenos, resaltan los cient¨ªficos. ¡°Lo interesante es que el desarrollo se hace desde cero. Es decir, no es que estemos comprando un sat¨¦lite y lo controlamos despu¨¦s. Estamos haciendo todo el procesamiento para aprender la base, el know how de c¨®mo hacer el sat¨¦lite¡±, dice Ibar.

Como los LED consumen mucha menos energ¨ªa, las ciudades est¨¢ cambiando a ese tipo de iluminaci¨®n. Esta va a ser la fuente de contaminaci¨®n m¨¢s fuerte en un futuro muy cercano para los observatorios

El proyecto ser¨¢ un trabajo colaborativo entre investigadores de cuatro universidades que aportar¨¢n cada uno con sus especialidades y habilidades. La Universidad de Chile ser¨¢ la que dise?ar¨¢ y construir¨¢ el sat¨¦lite. La Cat¨®lica estar¨¢ cargo del desarrollo de la c¨¢mara ¨®ptica y su testeo. La de Antofagasta, en el norte de Chile, se encargar¨¢ de la calibraci¨®n en tierra de las im¨¢genes y la de Valpara¨ªso tendr¨¢ la tarea de procesar las im¨¢genes desde el espacio. El Observatorio Las Campanas en la regi¨®n norte?a de Atacama, colaborar¨¢ difundiendo la problem¨¢tica y ayudar¨¢ a estimar la contaminaci¨®n alrededor de los observatorios astron¨®micos.

En Latinoam¨¦rica, Argentina es pionera en lanzar nanosat¨¦lites Cubesat. Fue en 2016, cuando el empresario Emiliano Kargieman con su proyecto Satellogic lanz¨® los primeros dos nanosat¨¦lites argentinos al espacio para brindar servicios para la producci¨®n agropecuaria. En enero del 2019, la empresa firm¨® un acuerdo con China Great Wall (CGWIC) para lanzar unos 90 sat¨¦lites para dar soluciones en los campos de agricultura, silvicultura, petr¨®leo y gas.

Los peruanos tambi¨¦n lanzaron su primer nanosat¨¦lite en agosto del 2014. La Estaci¨®n Espacial Internacional (EEI) puso en ¨®rbita el Chasqui 1, dispositivo elaborado por alumnos, profesores y trabajadores de la Universidad Nacional de Ingenier¨ªa (UNI).

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