Diminutos satélites están cambiando la forma en que exploramos nuestro planeta y más allá


¿Quieres ir al espacio? Te podría costar. Este mes, la nave espacial Crew Dragon de SpaceX realizará el primer vuelo tripulado totalmente privado a la Estación Espacial Internacional. El precio actual de un asiento es de 55 millones de dólares. El boleto viene con una estadía de ocho días en la estación espacial, que incluye alojamiento y comida, y vistas inigualables.

Virgin Galactic y Blue Origin ofrecen alternativas más baratas, que lo llevarán al borde del espacio por solo US$250,000-500,000. Pero los vuelos solo duran entre diez y 15 minutos, tiempo apenas suficiente para disfrutar de un snack a bordo.

Pero si está feliz de mantener los pies en el suelo, las cosas comienzan a parecer más asequibles. Durante los últimos 20 años, los avances en la tecnología de satélites diminutos han puesto la órbita terrestre al alcance de países pequeños, empresas privadas, investigadores universitarios e incluso aficionados al bricolaje.

Ciencia en el espacio

Somos científicos que estudiamos nuestro planeta y el universo más allá. Nuestra investigación se extiende al espacio en busca de respuestas a preguntas fundamentales sobre cómo está cambiando nuestro océano en un mundo que se calienta, o para estudiar los agujeros negros supermasivos que laten en el corazón de galaxias distantes.

El costo de toda esa investigación puede ser, bueno, astronómico. El telescopio espacial James Webb, que se lanzó en diciembre de 2021 y buscará las primeras estrellas y galaxias del universo, tuvo un precio final de 10.000 millones de dólares después de muchos retrasos y sobrecostos.

Leer más: El Telescopio Espacial James Webb ha tomado su primera imagen alineada de una estrella. Así es como se hizo

El precio de la Estación Espacial Internacional, que ha albergado casi 3.000 experimentos científicos durante 20 años, ascendió a 150.000 millones de dólares, con otros 4.000 millones de dólares cada año para mantener las luces encendidas.

Incluso los satélites meteorológicos, que forman la columna vertebral de nuestra infraestructura de observación basada en el espacio y brindan mediciones esenciales para el pronóstico del tiempo y el monitoreo de desastres naturales, cuestan hasta 400 millones de dólares cada uno para su construcción y lanzamiento.

Presupuestos como estos solo están disponibles para los gobiernos y las agencias espaciales nacionales, o para un club muy selecto de multimillonarios amantes del espacio.

Espacio para todos

Las opciones más asequibles ahora están democratizando el acceso al espacio. Los llamados nanosatélites, con una carga útil de menos de 10 kg incluido el combustible, pueden lanzarse individualmente o en «enjambres».

Desde 1998, se han lanzado más de 3400 misiones de nanosatélites que transmiten datos utilizados para respuesta a desastres, tráfico marítimo, monitoreo de cultivos, aplicaciones educativas y más.

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Una innovación clave en la revolución de los satélites pequeños es la estandarización de su forma y tamaño, para que puedan ser lanzados en grandes cantidades en un solo cohete.

Los CubeSats son un formato ampliamente utilizado, de 10 cm a lo largo de cada lado, que se puede construir con componentes electrónicos comerciales listos para usar. Fueron desarrollados en 1999 por dos profesores en California, Jordi Puig-Suari y Bob Twiggs, que querían que los estudiantes graduados adquirieran experiencia en el diseño, construcción y operación de su propia nave espacial.

Twiggs dice que la forma y el tamaño se inspiraron en Beanie Babies, una especie de juguete de peluche coleccionable que venía en una vitrina cúbica de 10 cm.

Los proveedores de lanzamiento comercial como SpaceX en California y Rocket Lab en Nueva Zelanda ofrecen misiones de «viaje compartido» para dividir el costo del lanzamiento entre docenas de satélites pequeños. Ahora puede construir, probar, lanzar y recibir datos de su propio CubeSat por menos de US$200,000.

El universo en la palma de tu mano

Los pequeños satélites han abierto nuevas y emocionantes formas de explorar nuestro planeta y más allá.

Un proyecto en el que estamos involucrados utiliza CubeSats y técnicas de aprendizaje automático para monitorear el hielo marino antártico desde el espacio. El hielo marino es un componente crucial del sistema climático y las mediciones mejoradas nos ayudarán a comprender mejor el impacto del cambio climático en la Antártida.

Patrocinado por el programa Puente Espacial Reino Unido-Australia, el proyecto es una colaboración entre universidades e institutos de investigación antárticos en ambos países y una compañía de satélites con sede en el Reino Unido llamada Spire Global. Naturalmente, llamamos al proyecto IceCube.

Pequeños satélites también están comenzando a explorar más allá de nuestro planeta. En 2018, dos nanosatélites acompañaron a la misión Insight de la NASA a Marte para brindar comunicación en tiempo real con el módulo de aterrizaje durante su descenso. En mayo de 2022, Rocket Lab lanzará el primer CubeSat a la Luna como precursor del programa Artemis de la NASA, cuyo objetivo es llevar a la primera mujer y primera persona de color a la Luna para 2024.

Incluso se han propuesto pequeñas naves espaciales para un viaje a otra estrella. El proyecto Breakthrough Starshot quiere lanzar una flota de 1.000 naves espaciales de cada centímetro de tamaño al sistema estelar Alpha Centauri, a 4,37 años luz de distancia. Propulsada por láseres terrestres, la nave espacial «navegaría» a través del espacio interestelar durante 20 o 30 años y enviaría imágenes del exoplaneta Próxima Centauri b, similar a la Tierra.

Pequeño pero poderoso
Con los avances en la miniaturización, los satélites son cada vez más pequeños.

Los «picosatélites», del tamaño de una lata de refresco, y los «femtosatélites», no más grandes que un chip de computadora, están poniendo el espacio al alcance de los entusiastas aficionados. Algunos se pueden ensamblar y lanzar por tan solo unos pocos cientos de dólares.

Una empresa finlandesa está experimentando con un CubeSat de madera construido de forma más sostenible. Y los nuevos satélites inteligentes, que llevan chips de computadora con capacidad de inteligencia artificial, pueden decidir qué información transmitir a la Tierra en lugar de enviar todo, lo que reduce drásticamente el costo de llamar a casa.

Después de todo, llegar al espacio no tiene por qué costarle a la Tierra.

Shane Keating y Clare Kenyon hablarán sobre CubeSats y el programa Space Bridge en Design Beyond Earth: El futuro de la observación de la Tierra, un evento en persona y en línea en Scienceworks en Melbourne el domingo 27 de marzo, de 12 p. m. a 1 p. m.

Autores: Shane Keating – Profesor titular de Matemáticas y Oceanografía, UNSW Sydney | Clare Kenyon – Astrofísica y comunicadora científica, Universidad de Melbourne

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