viernes, 17 de octubre de 2014

Argentina lanzó el ARSAT-1 el primer satélite geoestacionario de América Latina

Argentina lanzó su primer satélite geoestacionario de construcción nacional y el primero de América Latina
 
El desarrollo del ArSat-1 empezó en 2007, tras el requerimiento del Gobierno argentino ,para que la empresa Argentina Satelital armara una constelación de satélites geoestacionarios que cubriera todo el territorio argentino. 

 El Arsat-1,tendrá una posición geoestacionaria a 36.000 kilómetros de la Tierra.

El plan surgió de la necesidad de retener las posiciones orbitales que la Unión Internacional de Telecomunicaciones le había asignado al país. Estos slots [o "cajas"] se pierden si no se utilizan dentro de un cierto lapso, generalmente tres años, y hasta ahora la Argentina estaba alquilando viejos satélites para mantener los derechos orbitales a un costo de alrededor de 25 millones de dólares anuales.

Diseñado, integrado y sometido a ensayos por Invap SE, este nuevo satélite made in Argentina marca un avance tecnológico de primer orden: si todo sale como está previsto, con este lanzamiento el país se incorpora a la élite de naciones poseedoras del know how indispensable para hacer frente a los monumentales desafíos que implica poner uno de estos aparatos a casi 36.000 km de altura para brindar servicios de telefonía y datos, TV e Internet. Los otros siete miembros del club son Estados Unidos, Rusia, China, Japón, Israel, la India y la Unión Europea.

El primer satélite geoestacionario producido por un país latinoamericano

El Arsat-1 partió de Bariloche el último día de agosto y desde su arribo a Kourou(Guyana) permaneció en un ámbito cerrado igual al cuarto limpio donde fue construido en Invap. Desde entonces, fue revisado en forma exhaustiva, de manera de constatar que el viaje y el movimiento al que fue sometido no descalibró los componentes.

El 2 de octubre último, se terminó la carga del combustible, pero desde que llegó a Kourou, se encendió el motor una vez por día. Todos los ensayos, hasta el momento, fueron exitosos.


El satélite fue construido a lo largo de los últimos siete años, pero su gemelo, el Arsat-2, bajó el tiempo a la mitad. Tanto uno como otro ocuparán las posiciones espaciales 72 y 81 para satélites geoestacionarios de telecomunicaciones. Los satélites argentinos de carácter científico: la serie SAC-A hasta el D, tienen una órbita terrestre a no más de 600 kilómetros, mientras que los Arsat estarán a 36.000 kilómetros. Esta distancia de giro alrededor del globo terráqueo impone un cambio de calidad en el diseño y en los componentes de magnitudes cósmicas.

Por eso los requerimientos para las unidades electrónicas que están en el satélite son distintas. Este es el gran salto que tuvo que dar Invap, pasar de una órbita leo (hasta 600 kilómetros) a una órbita geo a 36.000 kilómetros.

La diferencia entre los satélites científicos y los de comunicación no sólo es el combustible, sino también el diseño y los componentes electrónicos que tienen que durar para una vida útil de 15 años.


Argentina"podría haber ordenado inmediatamente un par de satélites a los numerosos y confiables constructores internacionales -afirma la NASA en un documento dado a conocer hace unos días-. [Pero] probablemente a partir de la exitosa experiencia del programa SAC-D se decidió seguir un camino muy diferente. Se concibió un plan audaz y ambicioso (...) ya que la Conae, la agencia espacial nacional, había estado enfocada en la observación terrena y el apoyo a actividades productivas y económicas. (...) No había experiencia en la construcción de satélites de comunicaciones y las destrezas requeridas eran totalmente distintas".

En esencia, un satélite de comunicaciones es un espejo, explica Lutenberg: "Uno manda un haz de radiación electromagnética para arriba y regresa una cobertura de menor intensidad, pero que «ilumina» un área mucho más amplia".

Las posiciones orbitales se agotan y hay algunas más valiosas que otras. En el caso del ArSat-1, que ocupará la de 72° Oeste, el área de cobertura abarcará la Argentina, Chile, Paraguay y Uruguay. El aparato tiene 3,5 Kw de potencia y 24 transponders de la banda Ku [uno de los rangos de frecuencias utilizados en las comunicaciones vía satélite] .

"Las bandas asignadas a la Argentina son la Ku y la C, y se está negociando la Ka -explica Tulio Calderón, gerente del área aeroespacial de Invap durante el desarrollo del satélite-. Cada una tiene características específicas. Por ejemplo, la banda L tiene una longitud de onda de 20 a 30 cm, atraviesa muy bien las nubes, pero requiere de antenas muy grandes. La C, que usa la TV en Brasil, es óptima para lugares donde hay lluvia. La Ku tiene una longitud de onda mucho más corta, la lluvia la atenúa un poco, pero necesita antenas mucho más chicas y transporta mayor cantidad de datos en menos tiempo. El ArSat-1 es puro Ku, ideal para datos y TV en una geografía como la argentina, que tiene poca interferencia de tormentas. Es la más común y se utiliza sobre todo para voz, datos e imagen."

Según Calderón, hacer un satélite de comunicaciones es y no es más complejo que uno de aplicaciones científicas.

"El geoestacionario tiene una sola carga útil -detalla-, pero por ejemplo el SAC-D [que la Conae puso en órbita el 11 de junio de 2011] llevaba siete experimentos diferentes. Ahora, si los paquetes científicos dejan de funcionar una vez que se recogieron los datos, no importa; pero los comerciales tienen que andar, y cuanto más tiempo, mejor. Al SAC-D lo hicimos con la NASA usando las últimas tecnologías, el «estado del arte». En éste, en cambio, había que convencer a las aseguradoras, que siguen el proyecto desde el día cero y conocen hasta el último tornillo. Hay que probar que todo funciona ante terceros." La póliza del ArSat-1 cubre al satélite en toda su vida útil, calculada en 15 años, y tiene una baja prima de riesgo.

Pero si las dificultades en tierra son considerables, las que enfrenta desde su lanzamiento son "de terror". Para la NASA, "desde muchos puntos de vista, los satélites geoestacionarios están más cerca de una misión interplanetaria".

"Se colocan a 36.000 km de altura porque en esa órbita dan una vuelta a la Tierra por día [es decir, su período orbital es igual al de rotación del planeta: 23 horas, 56 minutos y 4,09 segundos. Esto hace que desde la superficie el satélite parezca inmóvil en el cielo] -ilustra Calderón-. Pero para llegar a esa altura, casi cien veces más que la de la Estación Espacial Internacional, el cohete lo «larga» a gran velocidad radial [alejándose de la Tierra] cuando llega a unos 250 kilómetros de altura y lo coloca en una órbita muy elíptica, cuyo apogeo es a 36.000 km y su perigeo [su punto más bajo] a apenas unos cientos de kilómetros. 

Cuando baja, la Tierra lo lanza hacia arriba a gran velocidad y allí es cuando el equipo de la Estación Terrena de Benavídez tiene unos minutos de ventana para prender una ráfaga del motor de a bordo y «circularizar» la elipse. Para esas maniobras, que se realizan dos o tres veces durante las tres primeras semanas, el satélite usa el 80% del combustible que lleva."

En las instalaciones de Benavídez, un equipo entrenado en Europa y con más de 18 años de experiencia en satélites se apresta a conducir todo el proceso. Setenta y dos horas antes del lanzamiento ya había empezado a funcionar el sistema de navegación en condiciones de vuelo. 

Mientras tanto, en el campus de Bariloche de Invap, el ArSat-2 ya entró en etapa de pruebas en el Centro de Ensayos de Alta Tecnología.

Aunque todavía no revelan precisiones, Invap va en camino de convertirse en un proveedor internacional de satélites.

Lanzamiento y maniobras de ubicación en órbita

El cohete Ariane 5 se erguía imperturbable contra un fondo de nubes grises hasta que, cuando casi se cerraba la ventana de oportunidad para iniciar el viaje hacia el espacio, todas las señales se pusieron verdes y ya no hubo vuelta atrás.

La ventana de oportunidad para el lanzamiento se extendió durante 51 minutos a partir de las 18 (la Guayana y Argentina comparten huso horario).

La orden de "Ignición" acompañó el encendido de los motores, y el cohete comenzó a ascender envuelto en lenguas de fuego y humo, quemando toneladas de combustible por minuto y volando a 7000 km por hora.


Aunque la precisión con que se realizan las maniobras puede dar una falsa idea de facilidad, la puesta en órbita de un satélite es una tarea complejísima. Baste con mencionar que existen 80 variables de riesgo que pueden hacer fracasar la puesta en órbita del aparato.

A los dos minutos del lanzamiento, se separaron los cohetes laterales.

A 28.000 kilómetros por hora y a los 9 minutos del despegue se desprendió la parte principal del cohete central.

A los 28 minutos, se desacopló el primero de los dos satélites que viajaban a bordo del Ariane 5, el Intelsat-30, un aparato norteamericano que brindará servicios de DirecTV para América latina. Cinco minutos más tarde, a 250 km de altura y ya fuera de la atmósfera terrestre, fue eyectado el ArSat-1.

Cada una de estas etapas exige una precisión absoluta, ya que cualquier falla puede hacer que el satélite quede ubicado fuera de su órbita y corregir el rumbo insumiría más combustible que el que tiene en sus propios tanques.


Otro momento crítico fue el despliegue de los paneles solares, que le brindan la energía para hacer funcionar todos los sistemas de a bordo. Ya desacoplado del cohete, el satélite navega solo en el espacio, recorriendo una órbita muy elíptica que lo lleva de los 36.000 km de altura a algunos cientos de km por sobre la superficie de la Tierra. Es entonces cuando los controles pasan a la Estación Terrena de Benavídez, donde los operadores comienzan a recibir las señales de telemetría, hacen los primeros chequeos y se comunican con la computadora que ejecutará las maniobras necesarias para ubicarlo en el slot de 72° Oeste adjudicado a la Argentina por la Unión Internacional de Comunicaciones.


Ese proceso dura alrededor de diez días durante los cuales los ingenieros y técnicos de ArSat trabajan en turnos rotativos durante las 24 horas. "De ahora en más tenemos unos diez días de órbita de transferencia hasta llegar a la órbita geoestacionaria", dijo José Aurelio, jefe de Operaciones Satelitales de la estación de Benavídez.

Para las correcciones tienen ventanas de una hora y un máximo de cinco maniobras.

Después, vienen las pruebas de control y calibración durante 20 días para dejarlo en operaciones.
El ArSat-1 girará a 11.000 kilómetros por hora y tendrá una vida de útil de 15 años.

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