Tecnología – El lanzamiento de la cartilla SAOCOM, el último y más importante satélite de observación de la Tierra de la CONAE, marcó un hito en la historia de la actividad espacial argentina. Cómo hacer que este proyecto se inicie hace casi 20 años y qué es un logro inédito para la industria satelital, un sector que hoy está jaqueado por los informes presupuestarios.
El 7 de octubre de 2018 fue lanzado desde California (Estados Unidos), el Satélite Argentino de Observación con Microondas (SAOCOM) 1A, el primero de los artefactos gemelos pertenecientes a la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE). El segundo, el SAOCOM 1B, será lanzado a fines de 2019. El proyecto es fruto de la colaboración con la Agencia Espacial Italiana (ASI) y formará parte, junto con los satélites italianos COSMO-SkyMED , Sistema del Italo-Argentino de Satélites para Gestión de Emergencias (SIASGE).
La finalidad de los SAOCOM es la de la humedad de los suelos y su aplicación en la agricultura, la hidrología y la elaboración de los mapas de riesgo de emergencias, como en el caso de las inundaciones. También será útil para la detección y el seguimiento de los derrames de petróleo en el mar, las embarcaciones de pesca, pesca y navegación. Con ese fin, cada satélite cuenta con un instrumento excepcional que tiene una rareza mundial: un radar de apertura sintética (SAR) banda L (1 a 2 GHz)Los datos de la superficie terrestre para luego ser transformados en imágenes con una resolución de 10 a 100 metros y un ancho de barrido de 20 a 350 kilómetros. Además, la señal del SAR es capaz de penetrar hasta dos metros bajo la superficie del suelo, independientemente de las condiciones de luminosidad o atmosféricas, pudiendo observar el día o la noche, con cielos despejados o nublados.
Cada SAOCOM tiene un peso de 2.900 kilos, más allá de la mitad correspondiente a la antena del SAR. La altura de la órbita es de 640 kilómetros, de tipo polar heliosincrónica. Estos satélites no sólo son un nuevo salto cualitativo en la adquisición de capacidades espaciales por parte de Argentina, sino también en su propio desarrollo y en la fabricación a nivel nacional y cercano al 90% de su equipamiento en el país.
La idea de realizar satélites radar nació en el año 2000 en la CONAE, la agencia espacial argentina cuyo director se retiró recientemente, Conrado Varotto, ha sido el más exitoso de América Latina a través de su conducción en 1994. Antes, entre 1976 y 1991, Varotto había fundado y dirigido la empresa INVAP .
El desarrollo de los SAOCOM comenzó en 2010 y su fabricación tiene, junto con la CONAE, otros tres grandes protagonistas: la empresa VENG , firma pública con participación mayoritaria de la CONAE; La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) e INVAP. El proyecto también participó cerca de 80 proveedores, la mayoría de las pymes argentinas.
TSS recorrió las instalaciones del Centro Espacial “Teófilo Tabanera” (CETT) de la CONAE, donde también se desempeña VENG, ubicadas en Falda del Carmen, a 30 kilómetros de la ciudad de Córdoba.
Reverso de un panel de la antena durante una inspección posterior a un ensayo realizado por personal de VENG.
Empujar los límites
La CONAE comenzó su programa de satélites de teleobservación terrestre en la década de los noventa, en un principio con artefactos con sensores ópticos (como la serie SAC), tanto en el espectro de la luz visible como en el infrarrojo. Sin embargo, estas técnicas presentan limitaciones en la nubosidad del planeta y en los ciclos de día y noche. Eso hizo que, a finales de esa década, se empezara a pensar en desarrollar un SAR. El problema era que, en ese momento, no había conocimientos en la Argentina sobre esa tecnología. “Entonces Varotto empuja el límite de lo posible. La convención de que es capaz de hacer algo que no tengas idea de cómo vas a hacer “, le dijo a TSS Jorge Medina, jefe del proyecto SAOCOM en CONAE, explicando como Varotto se propuso avanzar en la adquisición de capacidades tecnológicas que no había tenido en ese momento en el país y como motivó a su equipo de trabajo para que se animara con lo que hasta ahora era desconocido.
El proceso de estudio fue largo y esforzado. Comenzó con la lectura de libros y revistas especializadas, y luego siguió con la asistencia a congresos y seminarios. En 2008, los conocimientos acumulados en la evaluación de un comité de revisores internacionales. El resultado de la evaluación fue más que positivo ya que se inició con la definición de los requisitos para el diseño de SAOCOM.
En 2011, se finalizó con los requisitos y se inició la fabricación de los modelos de calificación que se sostuvieron antes de construir el primer satélite, el modelo de ingeniería y el estructural. El SAOCOM 1A comenzó a construirse en 2013, para fines de 2017 estaba listo y se inicia en los nueve meses de ensayos ambientales que finalizarán a principios del año siguiente. El primer día de agosto de 2018 El satélite fue embarcado en Bariloche en un avión Antonov An-124 para ser llevado al sitio de lanzamiento.
El diseño y la fabricación de la estructura de los siete paneles que integran la antena del SAR con sus elementos radiantes, así como los mecanismos de despliegue y retención, han estado a cargo de la CNEA, que también se ocupó de la integración de las celdas y el cableado de los tres paneles solares de cada satélite.
VENG es el responsable de la fabricación y la integración de los Centros de Transmisión-Recepción (CTR) de la antena, el cableado asociado, las protecciones térmicas y los ensayos correspondientes. INVAP, en tanto, tuvo en su cargo el diseño y la fabricación de la plataforma satelital de cada SAOCOM, denominado “módulo de servicio”, en donde se alojan los equipos que se encargan de mantener las comunicaciones con la tierra, al satélite orientado a la Tierra, la generación de energía y el control térmico ”, le dijo a TSS Nicolás Renolfi, jefe del proyecto SAOCOM por INVAP, en comunicación telefónica desde Bariloche.
La integración final de todo el conjunto, así como sus ensayos, también fue responsabilidad de INVAP.
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Cámara de termovacío para ensayos de paneles del SAR.
El 1B en gestación
El SAOCOM 1B se encuentra actualmente en fabricación. En las instalaciones de la CONAE que opera VENG en el predio del CETT se trabaja sobre las estructuras de los paneles de la antena del SAR un fin de integrar cada elemento que forma el instrumento de radar y realizar los ensayos correspondientes.
Las inmensas fuentes de energía, la humedad y la cantidad de partículas en suspensión. en el aire. Esas condiciones son necesarias para asegurar la máxima calidad y la confiabilidad de los equipos que están produciendo. Toda persona que trabaje o visite el lugar debe vestirse con mamelucos, cofias, coberturas y barbijos, y pasar una cámara de limpieza para eliminar el polvo que se trae del exterior.
SABOM tiene una batería de sus manos. Una batería de sus manos. Una de sus manos. Una de sus manos. Una de sus manos. Una de sus manos. un componente electrónico. Esos daños muchas veces no son inmediatamente evidentes (fallas latentes) y, aunque el componente parezca funcionar bien, su vida útil se reduce o se degrada su rendimiento.
Las soldaduras en las placas electrónicas se traducen en una mano y luego se inspeccionan con microscopio y rayos X. Lo que se ve es que no se encuentran las burbujas de aire, las vibraciones, dilataciones y contracciones por temperatura Las fracturas que dañan el funcionamiento de los equipos. El mismo proceso de soldado puede provocar esas fracturas y cualquier problema debe identificarse antes del lanzamiento en Tierra.
El personal técnico que trabaja en VENG ha sido certificado por la Agencia Espacial Europea (ESA) para poder realizar las labores que tienen su carga y esa certificación debe revalidarse cada dos años. VENG diseña y fabrica las placas y las cajas electrónicas de la antena, pero los componentes básicos, en general, se importan ya que por razones de escalada técnica y económica existen muy pocos productores a nivel mundial de este tipo de dispositivos. Además, lo que se emplea en estos casos son componentes de calidad espacial. “En la industria electrónica mundial solo el 0,03% fabrica componentes de calidad espacial. El resto es de consumo, industrial, militar y médico, entre otros. Un componente que se vende 10 dólares cuando es comercial, puede valer 10.000 dólares en calidad espacial y demoran dos años in entregártelo ”, le explica aTSS Mariano López Ricci, uno de los miembros del equipo de integración electrónica de SAOCOM en VENG.
Las soldaduras en las placas electrónicas se realizan a mano y luego se inspeccionan con microscopio y rayos X.
La joya de los SAOCOM
Un SAR utiliza su propio desplazamiento para generar una zona de emisión y una recepción mucho más grande que el tamaño de su antena. Eso permite tener una capacidad de cobertura y una resolución muy superior para que sus meras dimensiones físicas sean posibles y esta es la razón por la que se utilizan los satélites y los satélites y el movimiento de las plataformas de transporte para lograr su cometido.
El SAR de los SAOCOM tiene una antena de 35 metros cuadrados de superficie dividida en siete segmentos iguales (paneles), uno de los cuales, el centro, adosados el módulo de servicio y los otros seis (tres a cada lado) se pliegan sobre Sí mismos a ambos lados de dicho módulo. De esta forma, el satélite puede ser guardado, transportado y lanzado. Una vez en el espacio, los paneles se despliegan y conforman una antena plana.
Además de la Argentina, solo Japón, con los satélites Alos I y II, posee artefactos dotados de radar SAR para la observación de la Tierra. Una de las personas que sabe más en la Argentina de estos instrumentos es Josefina Peres, la jefa alterna del proyecto SAOCOM por parte de la CONAE.
Peres, ingeniera electrónica de formación, integró el equipo de desarrollo que hace casi una década construyó y probó el cebador SAR argentino, un radar que había montado en un avión Beechcraft B200 de la Armada Argentina. “Me acuerdo que vinieron de la NASA y no creo que fuéramos tan jóvenes. Por lo tanto, trabajamos en la obtención de imágenes del SARAT, un radar de tecnología similar principalmente desarrollado por los ingenieros de la sede de la sede de Mendoza”, recordó.
La experiencia con el SARAT fue fundamental para que las empresas pasaron, ya en 2011, al proyecto SAOCOM y al desarrollo de un SAR mucho más ambicioso que debe pertenecer desde el espacio exterior. Los resultados fueron más que buenos. “Me acuerdo que me dijo ‘¡Qué buen diseño de la antena!’”, Dijo Péres, rememorando las evaluaciones técnicas del proyecto con los revisores externos.
Detalle de los elementos radiantes de un panel del SAR.
Cómo fabricar un SAR
La capacidad que tenía tenía que ser el SAR. Se determinó que se necesitaba una antena de dimensiones importantes y con una estructura con una gran estabilidad térmica ante las condiciones del espacio exterior. De lo contrario, si la antena se deforma por la acción de la temperatura, se mantendrá fielmente comprometida. Esto conlleva un informe sobre su diseño y fabricación en la CNEA, que posee una importante información sobre los materiales compuestos, cuya dilatación térmica diferencial es casi inexistente.
La CNEA diseñó una antena con una estructura basada en una especie de “sándwich” formado por dos placas de fibra de carbono, que contiene una antena de aluminio curvadas sobre sí mismos y que conforma un elemento similar a un panal de abeja (panal de abeja). Este tipo de estructura brinda una máxima resistencia mecánica, con un mínimo de peso y dilatación térmica.
La CNEA también fue responsable del diseño y la fabricación de los elementos radiantes de la antena, las bisagras y los componentes mecánicos. Esta es también una fuente de información. El sistema de bisagras de la antena está hecho para operar en el espacio, donde el peso de los paneles es casi nulo. Si tuvieras que usar esa masa con la gravedad terrestre se romperían, y si hubieras hecho esas cosas. y cuesta. Para salvar eso y, simultáneamente, poder probar el funcionamiento mecánico de la antena,
En el Laboratorio de Integración y Ensayos (LIE) de la CONAE se le sumó la electrónica, la pintura y se hicieron los ensayos de vibraciones, acústicos, de termovacío y de compatibilidad electromagnética. El LIE, operado por VENG, tiene varias salas con grandes llamadas de “islas denominadas”. En ellas se une la electrónica, el cableado y las partes mecánicas, cada panel de la antena y se realiza todos los ensayos de vibración y ciclo térmico.
Aledaño en la zona de integración hay tres salas más para el pintado de los paneles y uno de los recintos de esta zona es un horno para la preparación y el curado de las partes a pintar. La cara externa de la antena, expuesta al sol, lleva una pintura en blanco, cuya finalidad es el control térmico de la misma. Esta protección es tan importante en cada parte del satélite porque la amplitud térmica que debe ser mejorada en los 100 grados centígrados en la parte expuesta en el sol hasta los 80 grados bajo la certeza en la que están en la sombra.
La pintura que se emplea está elaborada con compuestos refractarios de cerámica y vidrio, entre otros materiales, que soportan hasta 1000 grados. El pintado se hace una mano, tanto por pulverización como por frotado, según el caso, y los procesos de curado pueden durar siete días. La precisión en la colocación de la pintura debe ser máxima: en el 85% de la superficie pintada el espesor de la pintura no debe superar las 4 a 6 milésimas de pulgada. “Si es más grueso”, se explica a TSS Emilio Giménez, responsable del LIE.
La protección térmica se complementa con la instalación de mantas de aislamiento multicapa (MLI, Aislamiento multicapa) que también envuelven al módulo de servicio. Un recubrimiento dorado y arrugado como una sábana metálica que puede observarse en gran parte de los artefactos espaciales.
“Cuando uno tiene un satélite también debe hacer todo lo necesario para probarlo”. En el Antonov eran unas 50 toneladas [de equipos] y el satélite pesaba tres “, destaca Renolfi, jefe de proyecto de SAOCOM por INVAP. Foto: Gentileza INVAP.
Segmento de vuelo
INVAP es el contratista principal del segmento de vuelo de SAOCOM y el responsable de diseño, construcción y ensayo de la plataforma de servicio, que es el corazón de cada SAOCOM. Allí, entre otras cosas, se guardan los transmisores que envían a la Tierra los datos que recoge el SAR para que se realice el procesamiento. Esta tarea no se puede llevar a cabo a bordo del satélite, ya que se trata de una computadora de dimensiones importantes y un gran consumo de energía, algo poco práctico para un artefacto que debe ser enviado al espacio.
En el módulo de servicio también se encuentran los mecanismos de control y propulsión. Una vez separado en el espacio que está en órbita, el satélite queda librado a sus recursos. Lo primero que se debe debe lograr – y luego mantener – es la actitud para asegurar el apuntamiento de la antena y la dirección correcta de los paneles solares. Hay tres mecanismos básicos para lograr eso: las bobinas internas que emplean el campo magnético de la Tierra para generar suaves movimientos de rotación en la posición del satélite, cuatro ruedas de inercia que giran permanentemente y hacen posible el movimiento de los SAOCOM sobre sí mismos, y unos pequeños cohetes llamados propulsores, que permiten hacer correcciones de la trayectoria orbital o cambiar el plano de inclinación.
Los saocom son los primeros satélites argentinos que compusieron los propulsores en todas sus caras, por lo que se maniobra mucho más simple que en los artefactos previos como el SAC-D, que sólo tienen los propulsores en uno de sus laterales.
Laura Moreschi, de apenas 30 años, es la ingeniera de vuelo de los SAOCOM. A poco de lanzado el 1A se pudo ver la ductilidad del nuevo satélite. “Lanzaron un domingo [al SAOCOM 1A], y al viernes subsecuentemente nos llega una alerta de riesgo de colisión para el lunes y el domingo tiene una maniobra para evadir chatarra espacial”, escribió un TSS desde el centro de control de misión en el CETT.
Cada SAOCOM lleva 90 kilos de agua, una sustancia altamente volátil que se utiliza como combustible de cohetes. Esa cantidad debe durar los cinco años. La vida útil del satélite y el resto del tiempo , el descenso controlado a la Tierra. dando vuelta como chatarra poner en riesgo a otras naves.
De la misma forma que la CNEA tuvo que desarrollarse junto con la antena de sus propios equipos para ensayarla y caracterizarla, INVAP debió hacer lo mismo con el módulo de servicio “Cuando uno tiene un satélite también tiene que hacer todo lo necesario para probarlo”. En el Antonov eran unas 50 toneladas [de equipos] y el satélite pesaba tres “, destaca Renolfi. La razón para llevar a cabo tanto las cosas como el sitio de lanzamiento era la hora de llegar a los paneles solares del cuerpo del satélite, los pasos para el viaje, y los ensayos para que todo funcione correctamente.
En las pruebas de los SAOCOM, INVAP contó con la colaboración del Centro de Ensayos de Alta Tecnología (CEATSA), una empresa con sede en Bariloche de la que INVAP es copropietaria junto con ARSAT y que actualmente es uno de los sitios de ensayos de satélites y sistemas tecnológicos más importantes de América.
Medina es resaltado, por lo tanto, como los satélites, el entramado de las instalaciones y los sistemas informáticos que permiten controlar el SAOCOM y recibir y procesar los datos que ellos mandan. El centro de control de la misión y el procesamiento de la información de la misión SAOCOM se encuentra en el CETT, pero a lo largo del mundo hay varias estaciones que brindan apoyo (Tolhuin, Tierra del Fuego, también de la CONAE; Svalvard, Noruega; Malindi, Kenia; Tahití, Polinesia Francesa; Matera, Italia, entre otras). Cada SAOCOM pasa por un mismo lugar del planeta cada 16 días, por la gran parte del tiempo el CETT no puede “ver” desde sus instalaciones a las satélites y por lo tanto necesita la colaboración de otras estaciones terrenas.
El centro de control de la misión y el procesamiento de la información de la misión SAOCOM se encuentra en el Centro Espacial “Teófilo Tabanera”, en Falda del Carmen, Córdoba.
Industria Argentina, Futuro Incierto
Según el cálculo realizado por INVAP, el proyecto SAOCOM ha implicado 3,5 millones de horas / hombre de trabajo, de los cuales 2,5 millones correspondieron a INVAP, y el millón de personas a las demás instituciones y empresas participantes. Alrededor de 80 empresas nacionales colaboraron, y siguieron haciéndolo, en diferentes instancias del proyecto, y unas 900 personas han estado abocadas a las distintas etapas del mismo.
La inversión en la misión SAOCOM, que incluye las dos satélites (1A y 1B) y toda la infraestructura desarrollada en el país para dar servicio, exigir una inversión de 600 millones de dólares y comprender un horizonte de trabajo a 30 años que incluye a otros posibles satélites futuros. Con esa inversión se logró, además de los dos SAOCOM, la instalación de la nueva estación terrena de Tierra del Fuego, que proporciona servicios de recepción y telecomunica de satélites de comunicaciones nacionales y de otros países, con una ubicación única única en el mundo para el Monitoreo de misiones satelitales. También el Centro de Control de Misión SAOCOM y el LIE, con capacidades de servicios tecnológicos certificados en calidad espacial para la industria nacional.
“Una o dos cajas, pero para los dos SAOCOM hay unas 22 cajas por satélite, sin contar la antena”. Además, en los proyectos previos a la parte de los equipos se compilaron en el exterior, en este caso la mayoría se fabrica en la Argentina.
El interrogante que surge ahora es también el destino de estos logros. Para este año, a la CONAE se le asignó un presupuesto de 1.952 millones de pesos, similar en términos nominales al 2016 y menor a más de 2.400 millones de pesos del 2017 y 2018, en una actividad que tiene la mayor parte de sus costos en dólares.
Mientras tanto, el SAOCOM 1B avanza en su línea de fabricación, se conoció que Servicios Tecnológicos Integrados (STI), una de las principales empresas proveedoras, cerró sus puertas. Ascentio , otra de las empresas involucradas en el desarrollo y la responsabilidad de gran parte del software de las satélites y del segmento terrestre, se trata de un tema muy personal. En los dos casos, los problemas para los empleados y los problemas de los nuevos principios de los negocios.
Fuente: Agencia TSS – Por Carlos de la Vega