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  • Juan Pablo Sánchez Henkel Moreno

¿Por qué construir un nanosatélite para estudiar la atmósfera?

Por Juan Pablo Sánchez Henkel y Erick Espinosa.

Subsistema: Science


El objetivo de Misión Colibrí es probar nueva tecnología espacial y contribuir a los esfuerzos de mitigación de la basura espacial. ¿Cómo? A través de un nanosatélite de 3 unidades Cubesat, un prisma rectangular de 10x10x30 cm, que se encargará de estudiar la densidad de la ionósfera en la Órbita Baja de la Tierra.



Pero, ¿por qué elegir destinar estos esfuerzos a estudiar la atmósfera? ¿Qué beneficios reales se pueden obtener de estudiar la densidad atmosférica? ¿Por qué hacerlo a través de un nanosatélite?


Hay más que nubes en la atmósfera


La atmósfera es objeto de estudio para una variedad de sectores, desde las actividades comerciales de aviación y el transporte marítimo, hasta el análisis climatológico y la investigación espacial, entre muchos otros. Esto se debe a que la atmósfera es un sistema complejo en el que interactúan propiedades como la densidad, la temperatura, la presión o la velocidad del aire, las cuales determinan las condiciones en que se realizan dichas actividades.


Actualmente, para determinar el valor de estas propiedades atmosféricas, existe una serie de estaciones terrestres y satelitales, las cuales, por cierto, son herramientas muy costosas. Un ejemplo de esto es un satélite meteorológico que puede llegar a costar más de 300 millones de dólares.


Por esta razón, la industria espacial busca cada vez más usar nanosatélites como instrumentos para realizar investigaciones científicas a un costo relativamente bajo.



Nuestro nanosatélite seguirá la órbita de la ISS.

Densidad, nanosatélites y basura espacial


Para las industrias aeronáutica y espacial, conocer el valor de la densidad atmosférica es de vital importancia. La primera la utiliza como referente de la presión atmosférica que ayuda a los pilotos a seguir las mejores rutas de vuelo. Mientras que la segunda, utiliza a la densidad para calcular el arrastre que ejerce la atmósfera sobre un vehículo espacial.


La información que provee un nanosatélite es de gran valor para la comunidad científica dado que permiten, a pesar de su limitado tamaño, realizar una mayor cantidad de experimentos de calidad en el espacio a costos significativamente más bajos. Además de la ciencia, las universidades también se han visto beneficiadas con el estándar CubeSat, ya que han podido llevar a cabo proyectos aeroespaciales que antes les hubieran sido imposibles.


Recordemos que una constelación de varios satélites pequeños trabajando juntos puede ser más eficiente que un solo satélite de mayor tamaño; el ejemplo más reciente es la constelación Starlink de SpaceX, la cual con más de 1500 satélites chicos busca proveer de internet de banda ancha a todo el mundo.


Sin embargo, la ciencia espacial no es sólo lanzamientos y satélites, también lo es el estudio del impacto que tienen estas actividades en nuestro planeta. La actividad espacial del ser humano a lo largo de las décadas ha traído grandes beneficios tecnológicos, como la miniaturización de los aparatos electrónicos, mejoras en la telecomunicación y observación del clima del planeta, entre muchos otros; pero también ha traído la acumulación de objetos puestos en órbita que ya no tienen ningún propósito útil. Esto es a lo que se le conoce como basura espacial.


De hecho, de acuerdo con el Centro de Operaciones Espaciales Europeo (ESOC), únicamente el 6% de los objetos artificiales que orbitan nuestro planeta son satélites operacionales. Sin algún programa de mitigación, el resto de la basura tendrá que esperar a caer en la atmósfera para quemarse y desaparecer. Al momento de leer este texto, los residuos continúan chocando entre sí, aumentando y agravando la dimensión de este problema.


Aumento de basura espacial. Visualización creada por el Laboratorio de Geodesia y Navegación Espacial (UK).

Un pequeño objeto de gran impacto


Pakal, el 3U CubeSat de Misión Colibrí aportará a la ciencia con lo siguiente:


1. Generará una base de datos de los valores obtenidos de la densidad atmosférica para contribuir a la mejora de los modelos físico-matemáticos que actualmente se utilizan para aproximar los valores de la atmósfera, como lo son el Jacchia-Bowman o el modelo HASDM, de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Esta base de datos se sumará a los esfuerzos de mitigación de la basura espacial, dado que las agencias espaciales podrán utilizar estos valores para comparar y monitorear con mayor exactitud la ubicación de estos residuos.


2. Además, se buscará estudiar el efecto que tienen sobre la densidad atmosférica algunos fenómenos climatológicos como los huracanes, incendios forestales, “El Niño”, entre otros. Esto debido a que hay pocos estudios acerca del tema y evaluar una posible relación es algo que distingue al espíritu científico de nuestra Misión. También podremos analizar si algún cambio en la densidad atmosférica tiene un impacto en el nivel que habitamos de la atmósfera.


3. En cuanto a la tecnología, probará propulsores espaciales eléctricos, considerados innovadores por su pequeño tamaño.


4. Por estas razones, también servirá como prueba de concepto para una posible constelación de nanosatélites que monitoreen la atmósfera de una mejor manera.


Estas son algunas de las aplicaciones de un nanosatélite. Pakal es solo el inicio de muchas otras ideas que pueden surgir en nuestro país.


¿Te interesa saber cómo integrar al equipo de tu misión espacial? ¡Espera nuestra próxima entrega!




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