En Invap, a orillas del Nahuel Huapí, ya se gestan tres nuevos satélites argentinos

Son el SABIA-Mar y el Saocom 2, para la Comisión Nacional de Actividades Espaciales, y el SG-1, para ArSat, que tendrá propulsión eléctrica

27 de junio, 2022 | 00.05

BARILOCHE.– En Rio Negro, son las 9.30 y acaba de amanecer. Pero ni el cielo todavía plomizo ni la temperatura gélida alcanzan para empañar la magnificencia del Lago Nahuel Huapí y las cimas nevadas que son el telón de fondo de la planta de Invap, la única compañía de América latina capaz de desarrollar un satélite de punta a punta, incluidos los ensayos. Se diría que en este vértice del planeta confluyen la belleza natural de bosques y montañas, y la de la inteligencia tecnológica que hace posible lanzar dispositivos que surcan el espacio al borde de la gravedad terrestre, algo que dominan pocos países del planeta.

En estos momentos, en sus enormes hangares de alrededor de 10 metros de alto y asepsia quirúrgica se gestan tres nuevos aparatos. El SABIA-Mar (Satélite de Aplicaciones Basadas en la Información Ambiental del Mar), concebido dentro del Plan Espacial de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (Conae) como una misión de observación de la Tierra para el estudio del mar y las costas, y el ArSat Segunda Generación (SG-1), que tomará la posta del Arsat 2 en la posición geoestacionaria de 81°. Ambos con lanzamiento previsto para la segunda mitad de 2024. A estos se suma el Saocom 2, para dar continuación a la medición de la humedad del suelo y aplicaciones en emergencias, tales como detección de derrames de hidrocarburos en el mar y seguimiento de la cobertura de agua durante inundaciones, que integrará la constelación conjunta con la Agencia Espacial Italiana (ASI), que debería estar listo para ser lanzado en la segunda mitad de 2026, antes de que termine la vida útil de sus antecesores, los Saocom 1.

El lanzamiento del Saocom (montaje fotográfico, gentileza INVAP)

“En este momento, estamos sufriendo demoras en los plazos de entrega de partes críticas que afectan a los sectores tecnológicos internacionales, como también le ocurre a la industria de celulares, chips … –cuenta Nicolás Renolfi, subgerente de proyectos espaciales de la compañía–. Lo que antes se resolvía en 12 meses, ahora tarda 18 y hasta 24… Complicado, pero le estamos buscando la vuelta”.

Receta para fabricar un satélite

Y aquí estamos, dispuestos para iniciar, con un grupo de colegas, una breve recorrida por esta “cuna” de satélites. Para franquear la puerta del “cuarto de integración” es indispensable respetar un protocolo estricto: enfundarse en un guardapolvo de tela antiestática (para no dañar circuitos electrónicos), cofia y cubrecalzado, e higienizar el equipo electrónico. “Todo esto es necesario para mejorar la confiabilidad de la nave –explica Renolfi–. La ingravidez y el vacío pueden jugar malas pasadas, por lo que es imprescindible mantener distintos standares de asepsia. Para la integración, se usa lo que se llama ‘clase 100.000’ (partículas por metro cúbico). Cuando estamos soldando propulsión, hay que ´bajarle’ la clase (es decir, reducir el número de partículas) porque si quedan impurezas dentro de una tubería, por ejemplo, podría haber inconvenientes en el cierre de alguna válvula y producirse pérdidas de combustible. Y el cuarto de óptica tiene que ser más limpio todavía. No podemos tocar ningún componente con la mano porque la grasa podría provocar un falso contacto. Y si queda una basurita dando vueltas, después en el ambiente sin gravedad todo flota, se puede introducir en distintas partes y causar fallas. Hay componentes que absorben gases en tierra, principalmente humedad, y después lo sueltan durante el vuelo. En general, las lentes son los sectores más fríos, así que se depositan sobre esas superficies y nunca más se desempañan. Y ni hablar de que a uno se le pierda una tuerca o un tornillo”.

El ingreso al "cuarto de integración"

Por un lado, se arma la “plataforma de servicio”, encargada de proveer energía (paneles solares, baterías), comunicación (el sistema que informa el estado de salud del satélite, qué parte está funcionando y cuál no), la “actitud” (sensores, actuadores y giróscopos que indican hacia dónde está apuntando), y un dispositivo que va “mirando” las estrellas y compara su posición con un mapa estelar.

Las cajas electrónicas se prueban por separado, antes de integrarlas a la estructura.

Y finalmente está el “equipo de tierra” GSE (ground support equipment), compuesto por los eléctricos EGSE y mecánicos MGSE, utilizados para soporte a la integración y ensayo del satélite. Los mecánicos, se usan, por ejemplo, para simiular la ingravidez (0g) y los eléctricos imitan todas las señales que recibiría el satélite. A los EGSE se los suele emplear adicionalmente para generar distintas perturbaciones o fallas (se deja al sistema sin parte de la propulsión o sin la rueda de inercia) para probar que se recupera bien (sistema FDIR: Fault Detection Isolation and Recovery).

Por otra parte, algunos MGSE permiten simular la falta de gravedad a ras de suelo. Para probar el despliegue de los paneles solares se utiliza una enorme estuctura. “En satélites como los Saocom o los ArSat, podrían pesar más de 100 kg  –destaca Renolfi–. Pero las bisagras no están diseñadas para soportar esa masa, porque en el vacío los paneles no pesan. Entonces, los paneles solares se cuelgan de unos cables que deben ajustar muy bien la tensión. Si la tensión fuese poca, tenderían a caerse, y en el caso contrario, si fuese excesiva, tenderían a elevarse provocando fallas en las bisagras. Nos lleva un día ajustar ese tipo de MGSE (‘planitud´, alineaciones y tensiones) antes de realizar el despliegue”.  

El modelo electrónico del SABIA-Mar, en desarrollo

Nuevas tecnologías

Generación tras generación, se fue adquiriendo experiencia y realizando mejoras en cada uno de los satélites. Se redujeron ensayos, costos y tiempo de fabricación. “El siguiente salto lo daremos en el ArSat SG-1, que estará dotado de propulsión eléctrica –cuenta Renolfi–. En los satélites geoestacionarios anteriores, la mitad o más del peso (alrededor de una tonelada y media) era el combustible. En el momento del lanzamiento, el ArSat SG-1 pesará tres toneladas, pero aproximadamente solo 100 kilos serán de combustible. Porque el propulsor eléctrico utiliza muchísima energía (solar, en este caso), para acelerar iones de un gas (xenón) a alta velocidad, lo que genera un empuje. Este es mucho menor que el de propulsión química, pero como se lo tiene encendido constantemente, alcanza las mismas velocidades, aunque tarda más (llegar a la posición final luego del lanzamiento puede llevar alrededor de seis meses, en lugar de unas semanas). Necesita paneles solares mucho más grandes para el motor, pero luego requiere muy poca propulsión y mantenimiento. Así, uno puede poner a bordo más equipo de comunicación, ya que se tiene más energía eléctrica disponible”.

La sala de óptica

Además de esto, también están desarrollando un sistema de comunicaciones flexible basado en software que permitirá modificar las frecuencias y los anchos de banda. “Esto es útil sobre todo en los actuales mercados cambiantes, en los que no conviene fijar una distribución geográfica de frecuencias y anchos de banda durante los 15 años de vida útil de estos satélites, y permitirá la reconfiguración en vuelo adaptando las capacidades a los cambios de consumo de datos de los clientes”.

Para el ArSat 1 y 2, gran parte de la tecnología que se incluyó fue extranjera. “Nosotros fabricamos toda la estructura, la parte térmica y el cableado, todo el software y una computadora del sistema de control de actitud, que es de las más importantes –cuenta Renolfi–, pero los otros equipos se compraron en el exterior. Y estuvo muy bien…  hasta que salimos a jugar internacionalmente. Cuando queríamos exportar, muchas veces teníamos que competir con las mismas compañías que nos vendían las partes, entonces quedamos a merced de precios o plazos de  entrega que nos dejaban afuera del mercado. Ahora, el SG-1 tendrá un ciento por ciento de integración ‘vertical’: toda la electrónica del satélite es argentina, y seleccionamos cuidadosamente a los proveedores pensando en la posterior exportación. Aprendimos lo que había que hacer y es lo que estamos aplicando en este programa”.  

El Saocom 2 enfrentará una revisión en las próximas semanas. “Estamos tratando de acortar tiempos utilizando nuevos procesos –afirma Eduardo Ibañez, jefe de la ingeniería de sistemas–. La idea es cambiar la ‘aviónica’, como se llama a las computadoras de a bordo, cuyos componentes ya están obsoletos y no se encuentran en el mercado. En el SABIA-Mar utilizamos una arquitectura centralizada y la vamos a implementar también en el Saocom 2. Se están evaluando alternativas de mejoras para el instrumento, por ejemplo en el ancho de banda o haciendo más inteligente el software… Estamos en los primeros pasos del proyecto”.

También están trabajando en el concepto de arquitectura segmentada propuesto por Conrado Varotto en 2014 y cuyo desarrollo luego se detuvo por problemas presupuestarios:  una nueva generación de satélites de pequeñas plataformas que operarán coordinadamente para dar respuestas equivalentes o mejores que las que se obtienen con las convencionales. Cada segmento es un satélite que lleva una única carga útil o un solo recurso del sistema, como puede ser el procesador de datos, lo que permitirá incorporar rápidamente instrumentos y  dar respuesta rápida a nuevos requerimientos de datos espaciales.

“Esto forma parte de una tendencia llamada New Space, con una visión distinta de lo que se venía haciendo, con componentes más económicos”, agrega Ibañez.

Los paneles solares del Saocom, en el cuarto de ensayos de Ceatsa (Gentileza INVAP)

Sin lugar para lágrimas

Una vez que el aparato está en el espacio, no hay oportunidad para arrepentimientos. Por eso, el proceso de revisión de los satélites es ultra riguroso. Invap posee (compartido con ArSat, en un 80 y un 20%, respectivamente) el Centro de Ensayos de Alta Tecnología, donde se puede simular el lanzamiento (los primeros minutos de terror por las tensiones a las que está sometido) y la vida útil en el espacio.

Para evitar problemas, en la industria satelital hay un lema: “Test as you fly, fly as you test” (Ensaya como vas a volar, vuela como ensayaste). Los tests son incluso más exigentes que lo que deberá afrontar el aparato.

“Los ensayos de vibración mecánica se hacen en unos shakers, motores que sacuden al satélite como si estuviera en el lanzador –describe Renolfi–. Cada modelo es sometido a entre una y media, y tres veces la intensidad de vibración que deberá soportar en todos los ejes. Tenemos que probar cada parte calibrando muy bien distintos escenarios de energía, siempre con un poquito de exceso, porque si uno le deja poco margen, puede fallar en el lanzamiento”.

La “cofia” del cohete, al someterse a presiones de aire durante el encendido de motores y el vuelo, vibra y  genera ondas acústicas envolventes, de modo que también se lo prueba en un enorme hangar cubierto de paneles “absorbedores” en el que un conjunto de parlantes emiten sonido que duplica aproximadamente el volumen de un recital en el estadio de River.   

Finalmente, el satélite llega al espacio y entonces hay que simular el ambiente de vacío. Para eso, se lo introduce en una cámara sin oxígeno durante alrededor de tres semanas a lo largo de las cuales se lo somete a temperaturas que van de los -100°C a los 100°C.

“Nos lleva dos o tres días llegar al vacío que necesitamos –explica nuestro guía–. Primero, extraemos el oxígeno con una bomba mecánica, como si fuera un inflador de bicicleta al revés. Pero no es suficiente, por lo que después hay que emplear bombas criogénicas, que mediante el uso de nitrógeno líquido consigue generar los niveles de vacío requeridos. Para cada uno de estos ensayos se trabaja durante alrededor de 25 días en triple turno”.

La órbita terrestre no es ambiente para débiles, incluso con todas estas previsiones hay múltiples circunstancias que pueden dañar un satélite. Por ejemplo, durante el despegue, cuando todavía no se alcanzó el vacío absoluto, hay un rango de presión intermedio en el que se puede generar un efecto “corona”, los equipos de radio pueden ionizarse y si se encienden en ese momento, se queman.  Adicionalmente hay radiación, y este efecto es mayor cuando se producen auroras boreales a su paso, ya que hay muchas partículas cargadas que pueden “enloquecer” o inclusive quemar las computadoras.

A pesar de que la Argentina es uno de los siete países del mundo con la capacidad de hacer radares espaciales, aunque hubo alguna oferta interesante, todavía no se concretaron exportaciones. Para tener mejor acceso al mercado internacional, el año último Invap se asoció con Turkish Aerospace Industries para crear Gsatcom, que se dedicará al diseño de una familia de satélites geoestacionarios. El primer modelo en implementarse será el ArSat SG-1 para ArSat. Se espera que este satélite brinde banda ancha satelital de alta calidad a más de 200.000 hogares en la Argentina y países limítrofes a bajo precio. También permitirá ampliar las redes actuales de 4G en zonas rurales y de baja densidad poblacional.

Además de satélites, la firma rionegrina fabrica reactores de investigación, radares meteorológicos y de vigilancia, y hasta participa en el nuevo centro de protonterapia contra el cáncer. “A lo largo de 45 años, las crisis nos llevaron a diversificarnos –explica Vicente Campenni, su actual director ejecutivo–. Lo que más nos importa es la gestión del talento. Somos una empresa del Estado y no podemos tener accionistas que no sean entes públicos, pero desde el comienzo nos planteamos que teníamos que vivir de lo que vendemos, generar empleo genuino y desarrollar tecnología”.

Y lo están haciendo. El ADN de Invap no admite el “no podemos”.

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