En la entrega anterior se expuso que un satélite o plataforma satelital es un artefacto, formado por circuitos electrónicos y sistemas mecánicos, que orbita alrededor de la Tierra y otros cuerpos celestes. Los satélites pueden ser usados para servicios de comunicaciones, predicción y monitoreo de clima, observación de la tierra, navegación, aplicaciones militares como seguridad nacional y misiones científicas. El desarrollo de un satélite consiste de diferentes etapas: definición de objetivos, definición de la misión, evaluación de la misión, definición de requerimientos funcionales y operacionales, definición de restricciones, normatividad y regulaciones aplicadas, diseño conceptual de los modelos de ingeniería y de vuelo, desarrollo de instrumentación, integración de subsistemas, pruebas autónomas de subsistemas, pruebas de flat-sat, pruebas de software, integración de la plataforma satelital, pruebas de certificación espacial, campaña de lanzamiento, estabilización en órbita, operación y medidas para eliminación del satélite después de vida útil.
Para asegurar la integración del satélite durante todos los modos de operación en el lanzamiento, se efectúan diversas pruebas en Tierra que emulan los diferentes momentos durante el trayecto desde la Tierra a la posición final del satélite en el espacio, donde será liberado y colocado. Estas pruebas llamadas de pre-calificación y calificación espacial se efectúan siguiendo altos estándares internacionales que aseguran el éxito de la misión espacial en cuestión. Algunas pruebas de calificación espacial que se pueden mencionar son: pruebas de vibración, de acústica de ruido, de separación, de impacto, de termo-vacío, de radiación y de compatibilidad electromagnética. El costo de estas pruebas es del orden de cientos de miles de dólares, ya que se requieren instalaciones altamente especializadas. Es necesario destacar que estas pruebas se realizan a componentes de sistemas y sistemas completos que se deseen poner en el espacio.
Un método accesible para probar prototipos de componentes espaciales es a través de globos estratosféricos, los cuales han sido utilizados por décadas para realizar estudios científicos. El uso de estos globos ofrece grandes ventajas: pueden ser lanzados desde cualquier parte del mundo para apoyar necesidades científicas específicas, su lanzamiento puede ser realizado con pocos meses de preparación, ofrecen un bajo costo para realizar investigación científica y son una plataforma estable para realizar vuelos de larga duración. Estos globos pueden alcanzar alturas que oscilan entre 11 km y 50 km. A estas alturas es posible someter componentes mecánicos y electrónicos a condiciones de temperatura y presión cercanas al entorno espacial.
Los globos estratosféricos pueden llegar a tener hasta 120 m de diámetro y cuentan con un control de altitud, elementos de localización GPS para realizar el rastreo de su trayectoria durante todo el vuelo, góndola científica la cual contiene todo el equipo electrónico y mecánico, un separador remoto para liberar la góndola atada al globo, paracaídas y faro de luz para localización nocturna. Adicionalmente, durante el lanzamiento y vuelo, se requiere una gran infraestructura en tierra para realizar la logística de seguimiento y recuperación de la góndola, así como de tramitar los permisos necesarios ante instancias de aviación civil y militares. Este último punto tiene una importancia capital, ya que en los últimos años se han realizado muchos vuelos de globos con fines comerciales o particulares, sin seguir los procedimientos de seguridad requeridos.
La historia de lanzamientos de globos en México no es reciente ya que se tienen antecedentes de vuelos desde 1999. Durante 2015 se pueden mencionar dos lanzamientos de globos que han servido para realizar la prueba de componentes de los nano-satélites Ulises 1.0 y Ulises 2.0. Esto representa un esfuerzo importante para poder estudiar la confiabilidad de los prototipos bajos condiciones de ambiente extremas. Junto con las capacidades de certificación espacial que están siendo desarrolladas en la Unidad de Alta Tecnología de la Facultad de Ingeniería en el Campus Juriquilla en Querétaro, se seguirán aportando elementos para poder plantear, fabricar y certificar tecnología espacial “Diseñada en México”.
En las siguientes entregas, se profundizará en cada una de las pruebas de calificación espacial enfatizando su importancia y complejidad.
