Todas las novedades sobre el mundo satelital. Lanzamientos, cambios de órbita, bajas, etc.Traducción al español por leonidas83glx del artículo original "ArSat-1: Argentina to communicate its heightened space ambitions" por Alejandro G. Belluscio en Nasa Space Flight.com
Por Alejandro G. Belluscio
Un cohete Ariane 5 está listo para lanzar el primer satélite de un programa muy ambicioso para desarrollar las capacidades tecnológicas y de desarrollo local de Argentina. El 16 de octubre el lanzamiento del Arsat-1 - que viajará al espacio junto al DLA-1 de DirectTV - pondrá al satélite de tres toneladas de peso en órbita de transferencia geoestacionaria, con destino en 71,8 grados Oeste, una posición asignada a Argentina por la UIT.
Arsat-1:
El artefacto -que transporta 24 transpondedores en banda Ku y 3,5 kW de potencia - es el primer satélite de comunicaciones construido para la empresa de comunicaciones propiedad del gobierno argentino.
El plan nació de la necesidad de aferrarse a las dos posiciones orbitales asignadas al país - en 71,8 y 81 grados Oeste - y creció para desarrollar un nuevo centro de pruebas ambientales y de radio, el desarrollo de un nuevo bus de OSG y una red de 30.000 kilometros de fibra óptica para complementar las capacidades de transferencia de datos.
El punto de inflexión de los esfuerzos espaciales de la Argentina fue la cancelación del Proyecto Cóndor en 1993. Desde sus inicios, la investigación espacial se había hecho por, o con el apoyo de las fuerzas armadas. La presión internacional para poner fin al programa de misiles balísticos de medio alcance también significó la disolución o extinción de la mayoría de la investigación relacionada con el espacio en el país.
Como consecuencia, la mayoría de los asuntos relacionados con el espacio fueron entregados a la agencia espacial de nueva creación, la CONAE, que se hizo independiente del Ministerio de Asuntos Exteriores, con un mandato muy estricto para trabajar sólo en las aplicaciones civiles. Al mismo tiempo, la UIT estaba en negociaciones a gran escala para asignar posiciones orbitales para cada país.
Debido a lo desordenado de su programa espacial -dado que no tenían experiencia en el mercado de las comunicaciones geoestacionarias- el problema fue asignado a la recién creada Comisión Nacional de Telecomunicaciones (CNT), el equivalente de la FCC de los EE.UU. , que más tarde se convirtió en la actual Comisión Nacional de Comunicaciones (CNC) en 1996.
Puesto que los derechos de posición orbital caducan si no se utilizan dentro de un determinado período de tiempo (generalmente tres años) - y dada la crisis económica y la reorganización general en curso en el gobierno en ese momento - se decidió tercerizar el problema.
Se hizo una licitación internacional para la adquisición, puesta en marcha y operación de un satélite para llenar el hueco que el país había negociado, junto con la construcción de una estación terrena en el país desde el que se operarían los satélites.
La oferta ganadora fue hecha por una asociación que incluye Daimler Benz-Aerospace de Alemania, Aerospatiale de Francia y Alenia Spazio de Italia, que formó una empresa local, Nahuelsat SA, para llevar a cabo el negocio. Inicialmente se alquiló el satélite Anik C1 (rebautizado así como Nahuelsat-I1) desde mayo 1993 hasta marzo 1997, para mantener los derechos orbitales en el slot 71.8 Oeste. Más tarde fue alquilado el Anik C2 y renombrado como Nahuelsat-I2. Mientras tanto, Dornier Satellitensysteme recibió una orden para la fabricación de un nuevo satélite, -el Nahuel 1A- que fue lanzado con éxito el 31 de enero de 1997.
En 1998, el país adquirió los derechos para la posición orbital 81 Oeste, a cambio de permitir a DirecTV operar en el país. También se asignó a Nahuelsat para la explotación. Lamentablemente la empresa nunca puso un nuevo satélite allí - tal como se suponía que debía ser- y sólo alquiló satélites viejos para aferrarse a los derechos orbitales.
Para colmo de males, los satélites alquilados no emitían en todas las frecuencias asignadas, con el riesgo de pérdida de los derechos asignados.
Después de este evento - y dado que el Nahuel 1A estaba cerca del final de su vida útil sin haberse ordenado reemplazo alguno del mismo- los accionistas de Nahuelsat SA aceptaron una transferencia de la empresa y los activos de la misma a la nueva empresa propiedad del gobierno -Arsat SA- en 2007, a cambio de responsabilizarse posteriormente ésta de la toma de todas las deudas y obligaciones de los accionistas de la compañía.
La eclosión de un ambicioso plan:
Arsat podría haber ordenado inmediatamente un par de satélites de los numerosos y confiables fabricantes internacionales.
De hecho, en un primer momento, el entonces secretario de Comunicaciones, Guillermo Moreno, se puso en contacto con el gobierno chino para adquirir un par de satélites y servicios de lanzamiento. Sin embargo, a pesar de que se firmó un acuerdo de cooperación, no salió nada relacionado con satélites GEO de dicho acuerdo. El Sr. Moreno explicó muchos años después de que los EE.UU. habían presionado contra dicha idea. Sin embargo, después de que ocurrió el acuerdo de cancelación del misil Cóndor, el programa espacial civil argentino había recibido el apoyo y la supervisión significativa por parte del gobierno de Estados Unidos. (NdelA: eso fue durante el gobierno de Menem, no cuando Moreno propuso la idea de tener satélites de comunicación propios).
En el caso del SAC-D, la NASA tuvo una presencia directa en las revisiones (SSR / DEG, PDR y CDR), no sólo para la misión, sino también por elementos totalmente nacionales como los paneles solares. La cuestión de la adquisición de los satélites chinos podría haber sido un tema políticamente sensible. Al final, y posiblemente con la ayuda de la experiencia exitosa del programa SAC-D, se ha decidido al más alto nivel político seguir un camino muy diferente.
Con el todopoderoso Ministerio de Planificación, de la que dependía Arsat, fue concebido un plan muy atrevido y ambicioso.
Bajo el nombre genérico de Argentina Conectada (Connected Argentina), Arsat pasó a transformarse de ser un operador de pequeños satélites, a una empresa de comunicaciones que lo abarca todo.
Como resultado, esto implicó la instalación de una red de fibra óptica para cubrir todo el territorio, instalar y operar un servicio de televisión digital terrestre Free To Air (TV Digital Abierta) que alcanzaría más del 90 por ciento de la población del país, ofrecer servicios de telefonía móvil 4G en todo el territorio nacional, tercerizar la mayoría de los servicios de centros de datos gubernamentales y operar una flota de satélites argentinos incorporados para llegar a todo el país en múltiples bandas, así como ofrecer servicios en todo el continente.
La decisión por el segmento espacial fue particularmente audaz porque la CONAE (la agencia espacial nacional) se había centrado únicamente en la observación de la Tierra y el apoyo directo a las aplicaciones económicas y productivas.
Como tal, todos los desarrollos espaciales efectuados previamente habían sido sólamente para los satélites de observación LEO y su infraestructura de apoyo. Por lo tanto, no había experiencia en la fabricación de satélites de comunicación, y las experiencias existentes fueron para el completamente diferente ambiente LEO (Low Earth Orbit).
De hecho, la órbita GEO está más cerca de una misión interplanetaria que una misión LEO desde muchos puntos de vista, como el térmico, la radiación y la navegación espacial. Como parte del plan de desarrollo de las capacidades locales de satélite, también se decidió construir toda la infraestructura de pruebas necesarias en el país. Algunas pruebas de la misión SAC-D, por ejemplo, había que hacerlas en Brasil, ya que el país carecía de la infraestructura, incluso para un satélite de tamaño medio en ese momento.
Y así nació el CEATSA.
No sólo tiene un conjunto completo de cámaras de vacío/térmicas y cámaras anecoicas, agitadores, etc, sino que la infraestructura está dimensionada para satélites de tamaño completo de diámetro 4,7 m, el mayor posible que se admite bajo los carenados de cohete actualmente disponibles. El desarrollo del segmento espacial fue particularmente audaz, pidiendose al menos tres satélites (Arsat-1, 2 y 3) de dos posiciones orbitales (71.8 Oeste y 81 Oeste) para formar el SSGAT (Sistema Satelital Geoestacionario Argentino de Telecomunicaciones) .
Arsat-1 será un satélite de banda Ku, Arsat-2 de Banda Ku y Banda C y se espera que el Arsat-3 incluya además, al menos, la Banda Ka como carga útil. El titular de la CNT ha declarado que perseguirán como objetivo el derecho de uso de la Banda Ka para aquellas posiciones orbitales, y que no descartan un futuro reclamo de la Banda X para uso militar argentino.
El satélite Arsat-1:
El Arsat-1 es el primero de lo que está previsto serán tres satélites de comunicaciones geoestacionarios (Arsat-1, 2 y 3) en ser completamente diseñado, construido y probado en el país.
Como tal, fue diseñado y fabricado base a un conjunto de proveedores locales y extranjeros. Esta mezcla es un delicado equilibrio entre tratar de combinar los riesgos de la misión al mismo tiempo que maximiza la experiencia y el desarrollo de capacidades locales.
Arsat-2
El contratista principal que lo está llevando a cabo es la empresa de tecnología espacial y nuclear INVAP SE -propiedad en su totalidad del Gobierno de la Provincia de Río Negro - que ha actuado como contratista y fabricante principal para toda la serie SAC de satélites científicos, incluyendo la misión conjunta SAC-D/Acuarius con la NASA. La prueba final se realizó en el CEATSA, el laboratorio de pruebas de nueva creación de la compañía. El satélite estrenará el bus Arsat 3000. Dicho satélite pesará alrededor de tres toneladas cuando sea alimentado con combustible y ésté listo para ponerse en marcha, cuenta con 24 transpondedores en banda Ku, de 1152 MHz de ancho de banda, lo que equivale a 32 transpondedores de 36 MHz.
Cuenta con una carga útil de una potencia de nominal de 3,5 kW (NdelA. unos 145 Watts por transponder, superior al AMC-6) y se espera que tenga 15 años de vida útil. El satélite mide 16.42m 2.3mx 4.4mx con los paneles solares desplegados, tiene tanques con 1500 litros de propelente y tiene un peso en seco de alrededor de 1.300 kg.
Si bien el objetivo era construir en lo posible la mayor parte del satélite en el país, los requisitos del medio ambiente geoestacionario y la misión eran absolutamente nuevos y extremadamente exigentes. Por lo tanto, fueron contratados un grupo de proveedores y consultores extranjeros.
La carga útil es suministrada por Thales Alenia Space de Francia, con la filial española suministrando el subsistema de TT & C (Telemetría, Seguimiento y Comando), incluyendo los transpondedores de Banda S.
Astrium Satellites suministró el cilindro central de 50 kilogramos hecho de compuestos de carbono -la columna vertebral del satélite- la Unidad de Procesamiento de Satélite (es decir, la computadora principal) y algunos componentes para el AOCS (Sistema de Control de Órbita y Altitud ), incluyendo los propulsores S10 10N y 400N S400 LAE (motor de apogeo de combustible líquido).
El sistema utiliza el mismo bipropelente en ambos propulsores y el motor de apogeo. El AOCS también tiene partes Honeywell International, entre ellos cuatro ruedas de reacción HR 12-25RWA y MIMU (Unidad Medición Inercial Miniatura) o Unidades de Referencia Inercial dual.
El AOCS también incluyen el seguidor estelar, el FSS (Fine Sun Sensor) y el IRES (Sensor Infrarrojo de Tierra). Todos estos sensores permiten al satélite encontrar con precisión y de forma redundante su posición en el espacio, orientan sus paneles solares hacia el sol y su equipo de comunicaciones con la Tierra de forma automática.
Esta es una característica crítica porque si quedara sin alimentación, o si no se pudo establecer el comando y control de las comunicaciones, podría resultar en una pérdida total del satélite en caso de cualquier anomalía. Astrium también suministra los paneles solares del satélite. Sin embargo, el plan a seguir es comenzar a usar paneles realizados localmente por los laboratorios de la CNEA, la autoridad nacional en materia nuclear, del Arsat-2 en adelante.
Si bien la mayoría de las piezas de hardware fueron suministradas por proveedores internacionales, el diseño completo, la integración, la fabricación y los ensayos se realizaron por INVAP en su fábrica de Bariloche. El deseo de desarrollar las capacidades fue tan lejos que, mientras que el módulo de la computadora fue suministrado por Astrium, todo el software fue escrito desde cero por los contratistas locales de INVAP. O, en el caso del sistema AOCS, la computadora principal, y tanto el ACE (Electronica de Control de Altitud) y el TCE (Electronica de Control del Propulsor), así como todo el sistema de control de altitud y los algoritmos fueron desarrollados en INVAP.
La distinción entre proveedor de las partes de la plataforma -y la especificación, validación e integración de componentes y desarrollo de software en un sistema entero- es muy importante. Como resultado, se puede considerar al Arsat-1 un producto 100to por 100to INVAP.
En la búsqueda de un proveedor de lanzamiento, fue elegida Arianespace para la contratación del viaje en un cohete Ariane 5 ECA desde Kourou, Guayana Francesa. Esta decisión se basó en la reducción del riesgo, fundamental para el mantenimiento de las posiciones orbitales. El viaje al espacio junto con el Intelsat DLA-1 requiere una cantidad significativa de análisis de ingeniería que tiene un valor incalculable para el debut exitoso de un diseño local. Otra fuente de apoyo de ingeniería, irónicamente, fue el contrato de seguro. Si bien la póliza -que incluye el Arsat-2- fue emitida por la filial local de seguros del Banco Nación de la República Argentina, se reaseguró por International Space Brokers (ISB) de Aon Risk Solutions.
Como parte de los debidos trámites de aseguramiento, ISB ha llevado a cabo un importante estudio de evaluación de riesgos y de ingeniería. Dado que se ha señalado a la póliza de ISB como una de las más baratas jamás hechas para un satélite a estrenar, se admite que el trabajo de ingeniería de INVAP y sus asociados es de primera clase. Además, para la fase LEOP (Launch y Early Orbit Phase, o Fase de Puesta en Órbita Baja), ARSAT SE ha contratado a la agencia espacial alemana DLR, y LSC (filial SSC).
(NdelA: estas agencias participarán junto con Arsat Benavidez en el seguimiento del satélite una vez separado del cohete brindando información a la Estación Terrena Benavidez para que ésta mande las órdenes de maniobra al satélite, intervienen en esta operación no menos de 6 estaciones terrenas en todo el mundo -incluyendo la de Benavidez- para el seguimiento del satélite).
Ellos ya habían participado en la fabricación y el funcionamiento del Nahuelsat-1A, que ARSAT ha heredado de Nahuelsat SA También capacitaron al personal argentino sobre el funcionamiento y la eliminación del satélite Nahuelsat-1A.
Teniendo en cuenta que esta sería la primera misión para el operador de satélites, se decidió mantenerlos como consultores ya que no había experiencia para las maniobras iniciales ni las fases de puesta en marcha.
Por los acuerdos de contratación, el objetivo principal del programa se centra en el desarrollo del ciclo de vida completo de desarrollo y operación de los satélites geoestacionarios por completo desde el propio país.
ACTA, la Oportunidad para la Ciencia del Programa ARSAT:
En 2008, se decidió utilizar el espacio sobrante en el satélite con experimentos científicos y tecnológicos -en un principio se había establecido que sólo se incluirán en futuros satélites de la familia-.
Puesto que los fundamentos del programa Arsat fueron desarrollar las capacidades industriales y tecnológicas para los satélites GEO, se clasificó como una oportunidad invaluable para profundizar en la comprensión del entorno geoestacionario y para calificar y demostrar el rendimiento del material y subsistemas real.
Si bien el volumen calculado era relativamente generoso, el peso, la potencia y la capacidad de procesamiento eran limitadas. Lo más importante, los experimentos tendrían que minimizar el riesgo para la misión primaria. Así, las interacciones magnéticas, eléctricas y de radiación con el resto del satélite, así como el impacto de integración, debían reducirse tanto como sea posible.Después de consultar con los investigadores nacionales y extranjeros, para el año 2009 el CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) proporcionó subsidios para tres experimentos para volar en ARSAT-1 bajo el ACTA (siglas en español para Array de Carga Tecnológica Argentino) del proyecto.
Los experimentos elegidos fueron un experimento de radiación espacial (MARE), una medida de fluorescencia atmosférica desde una órbita geoestacionaria (FOG) y un estudio de la degradación de las células solares de fabricación propia en el medio ambiente de la órbita geoestacionaria. MARE (acrónimo español para Monitor Argentino de Radiación Espacial) es un instrumento diseñado para medir las partículas cargadas (electrones, protones y alfas) que cubren una amplia gama de flujos integrados, desde 0MeV a 100MeV (NdelA: Mega-Electrón Voltios, una unidad de medida de la radiación). Esto permitirá una mejor comprensión del entorno GEO, basada en el recuento real para fenómenos espaciales, como las erupciones solares. El experimento se compone de tres detectores, para cubrir todo el rango de energías. El LEEP (Electrones y Protones de Baja Energía) cubre el rango de 40keV a 5MeV, un rango compuesto principalmente de electrones de baja energía. El PT (Particle Telescope) puede medir protones con energías superiores a 400keV. Y el HEP (Protones de Alta Energia), que puede medir protones con energías superiores a 40MeV.
FOG (acrónimo español para Fluorescencia de Órbita Geoestacionaria) es un telescopio de 15 cm de rayos UltraVioleta, pesa 8.5kg, consume tan sólo 7W, y mide 24 cm x 28 cm x 29 cm. Incluye 4 tubos fotomultiplicadores multi-ánodo (MAPMT) para la detección UltraVioleta. Argentina es el hogar de uno de los observatorios UV más importantes del mundo, el Observatorio Pierre Auger. Con sus 3000 kilometros cuadrado cerca de Malargüe, en el sur de la provincia de Mendoza, Argentina es el mayor observatorio de rayos cósmicos. Combina las dos técnicas de detección: una matriz de 1.600 detectores de superficie en una rejilla triangular, espaciadas por 1.500 m, que muestra la distribución lateral de cascadas UHECR y 24 telescopios de fluorescencia que observan en la noche el desarrollo longitudinal de estas cascadas.
Sin embargo, no todos los rayos UV se pueden ver desde el suelo, y la observación de los acontecimientos UV desde el espacio, sin dilución atmosférica, permite la calibración de los datos de tierra. Este instrumento ofrece nuevas herramientas para una rama de la física en la que el país ya cuenta con capacidades líderes.
El tercer experimento vino de la concepción misma de la serie Arsat, promover el desarrollo de las capacidades nacionales, y es sobre todo un demostrador tecnológico. Los principales problemas de la degradación de las células solares espaciales es el efecto de la radiación, y dado que la CNEA (acrónimo de la Comisión Nacional de Energía Atómica) tenía todo el equipo para estudiar y simular el ambiente de radiación, se terminó el desarrollo de los paneles solares para la misión SAC-D, y las misiones de radar SAOCOM.
Sin embargo, el entorno geoestacionario era territorio desconocido para ellos y no siendo satélites de desarrollo, como la serie SAC-A/B/C, se decidió tercerizar la provisión de los paneles solares para el primer satélite. Sin embargo, no se perdió la oportunidad de usar paneles experimentales para caracterizar y validar in situ las tecnologías de la CNEA.
Por último, los tres instrumentos transmiten su información a la computadora de a bordo ACTA (ATCA-OBC) a través de puertos serie RS-422.
Este equipo maneja cada experimento y funciona como una capa de abstracción para la unidad general SPU (Satellite Processing Unit) del Arsat, minimizando el impacto de integración.
FUENTE: (EN INGLÉS) NASA SPACEFLIGHT.COM
