Tras 457 días de operación, el nanosatélite SUCHAI 1, el primero construido en el país y desarrollado por estudiantes y académicos de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile, concluyó su misión, demostrando la factibilidad de realizar ciencia espacial a bajo costo y permitiendo utilizar los resultados de sus experimentos en el desarrollo de los nuevos nanosatélites SUCHAI II y III.
El cubesat de 1000 cm3 (o 10cm x 10cm x 10cm) envió datos desde la órbita terrestre entre junio de 2017 y octubre de 2018, y si bien hoy sigue orbitando el planeta, los investigadores del Laboratorio de Exploración Espacial y Planetaria (LEEP) de la FCFM, ya recopilaron datos suficientes para analizar esta primera experiencia. SUCHAI 1 se convirtió en uno de los pocos nanosatélites en permanecer más de un año en el espacio, una hazaña que menos del 5% de estos instrumentos ha logrado. En ese periodo recorrió cerca de 338.791.514 kilómetros y dio 7.838 vueltas alrededor de la Tierra.
“El principal aprendizaje que alcanzamos fue demostrar que podemos desarrollar tecnología para estudios en y desde el espacio en Chile, y que este tipo de tecnología es factible con los presupuestos que tenemos en el país y, por ende, que podemos acelerar los procesos de innovación espacial”, dice el académico Marcos Díaz, líder del proyecto. “Con sensores y una plataforma de muy bajo costo pudimos reproducir experimentos de alta relevancia científica. Y aunque esto uno podría intuirlo, no muchos toman los riesgos de experimentar con instrumentos o sistemas de bajo costo que irán al espacio. Esto abre la puerta al estudio multipunto -con un número de sensores sin precedentes- del ambiente espacial”, agrega.
En esta misión SUCHAI 1 hizo principalmente estudios de física espacial, además de pruebas técnicas con estructuras, componentes electrónicos, materiales y software de vuelo.
Entre sus logros está el haber demostrado que con un nanosatélite es posible obtener datos similares a los que se obtienen con satélites de mayor envergadura y sofisticación que estudian la Anomalía del Atlántico Sur. En esta región del planeta el campo magnético de la Tierra es más débil y, por lo tanto, el flujo de partículas de alta energía enviadas desde el Sol alcanza alturas u órbitas más bajas, lo que puede afectar el funcionamiento de satélites en esa zona.
La anomalía cubre un área muy vasta de Sudamérica y el Atlántico, llegando a extenderse hasta la costa de Sudáfrica. El máximo actual está en los alrededores de Uruguay y Argentina. “La mayoría de los satélites de física espacial utiliza la anomalía para probar que sus sensores operan correctamente. Nuestro sensor detectó la anomalía, lo que indica que nuestra tecnología es funcional y podemos reutilizarla, con mejoras, en las futuras misiones para monitorearla bajo un concepto multipunto. Monitorear la anomalía es importante porque los cinturones de radiación (capas de partículas atrapadas en nuestro campo magnético) cambian su forma y geometría dependiendo de la dinámica del campo magnético y la actividad del Sol. El lugar donde se ubica el máximo de detección de partículas ha ido cambiando y en 50 años se proyecta que llegará a Chile”, dice el académico.
La permanencia de SUCHAI 1 en el espacio permitió determinar que el ambiente en la órbita terrestre, a 505 kilómetros de altura, no es tan hostil como los investigadores suponían. “Antes de tener el SUCHAI 1 la información que teníamos era que las temperaturas eran muy extremas en el espacio, pero vimos que dentro del satélite los máximos llegaban a 20 grados Celcius y los mínimos están en cerca de 7 grados. Aunque el vacío impone fuertes complicaciones para disipar el calor que puede genera un componente”, dice. La información respecto al comportamiento térmico es crítica para el diseño de los nuevos satélites y es una de las variables que deberán tomarse en cuenta para rediseñar experimentos, como el de electrónica fuera del equilibrio, que en este caso había sido diseñado para un ambiente más hostil.
Entre otros resultados se realizaron avances en varios algoritmos para estudiar el estado de salud de la batería en tiempo real, lo que permitiría predecir y optimizar los ciclos de operación/producción de satélites. También se puso a prueba el software de vuelo, fundamental para garantizar que funcione bien el sistema como un todo.
Se evaluó una cámara fotográfica de baja calidad en pixeles como parte del sistema de determinación de la orientación del satélite, sumado al uso de un sensor giroscopio. El uso de esta cámara así como los algoritmos de orientación son la base de sistemas de orientación más sofisticados que serán implementados en las siguientes misiones. Los nuevos sistemas se basarán en fotografías la posición de las estrellas (startracker).
En la actualidad, el equipo de investigadores detrás del SUCHAI 1 continúa trabajando para sacar la mayor cantidad de resultados con los datos recogidos de cada experimento para aplicarlos en los próximos SUCHAI II y III, y eventualmente en nuevos nanosatélites, de ser aprobada la propuesta de Programa Espacial que ha liderado la Universidad de Chile y que es apoyada por la Comisión Desafíos del Futuro Ciencia, Tecnología e Innovación del Senado.
“Hemos podido contribuir a la ciencia espacial a un costo razonable para el país, mostrando que estos avances no son solo de interés para Chile, sino que también para la región y el mundo”, concluye Díaz.
Próxima frontera: Programa Espacial para Chile
Este proyecto universitario, que ha crecido con fondos concursables Conicyt y se ha realizado en asociación con otras universidades, despertó el interés de la Comisión Desafíos del Futuro del Senado, que convocó a la FCFM a presentar un Programa Espacial para Chile, a mediados de 2018, al que luego se unieron 12 universidades nacionales y la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN).
El pasado 27 de diciembre, el senador Guido Girardi entregó al Presidente Sebastián Piñera esta propuesta de política espacial y satelital para Chile, que plantea la inversión para desarrollar una constelación de 9 a 12 nanosatélites en los próximos tres años, con el objetivo de monitorear y entregar información relativa a contaminación lumínica e incendios forestales entre otros posibles estudios.
