Zac Manchester muestra un ChipSat, un dispositivo que cuesta menos de US$100 (Foto: L.A. Cicero)

Hace una década, mientras era estudiante de doctorado en la Universidad de Cornell, Zac Manchester imaginó construir satélites a escala de chips que podrían trabajar juntos para estudiar la Tierra o explorar el espacio. El 3 de junio, cuando el Centro de Investigación Ames de la NASA anunció el despliegue exitoso del enjambre más grande de ChipSats en la historia, Manchester, ahora profesor asistente en Stanford, ya está imaginando el futuro de esta tecnología, dice un artículo publicado por Tom Abate del Stanford News, en California.

«Esto es como la revolución de la PC para el espacio», dijo Manchester, quien se unió a la facultad de aeronáutica y astronáutica el año pasado. «Hemos demostrado que es posible que enjambres de satélites pequeños y baratos realicen tareas que ahora realizan los satélites más grandes y costosos, lo que hace que sea asequible para casi cualquier persona poner instrumentos o experimentos en órbita», dice el texto replicado en Space Dayli.

El equipo de Manchester desplegó 105 ChipSats en una órbita terrestre baja el 18 de marzo y, al día siguiente, detectó las señales que se enviaron entre sí, demostrando su capacidad para comunicarse como grupo, un requisito previo para operar como un enjambre. Desde entonces, los investigadores han estado trabajando con la NASA para completar la primera fase del análisis de datos de la misión.

Pequeño y barato

Cada ChipSat es una placa de circuito un poco más grande que un sello postal. Cada uno de los ChipSat, creados con menos de US$100 cada uno, utilizan células solares para alimentar sus sistemas esenciales: la radio, el microcontrolador y los sensores que permiten a cada dispositivo ubicarse y comunicarse con sus pares.

En el futuro, ChipSats podría contener dispositivos electrónicos adaptados a misiones específicas, dijo Manchester. Por ejemplo, podrían usarse para estudiar patrones climáticos, migraciones de animales u otros fenómenos terrestres. Las aplicaciones de navegación espacial podrían incluir el mapeo de las características de la superficie o la composición interna de los asteroides o lunas que orbitan otros planetas.

«El mayor costo de la exploración espacial es el lanzamiento, y estamos tratando de crear la plataforma satelital más pequeña y liviana capaz de realizar tareas útiles», dijo Manchester.

Los ChipSats fueron prototipos diseñados con el único propósito de orbitar la Tierra durante unos días antes de que se quemaran al reingresar a la atmósfera. Pero los datos obtenidos de este experimento, el mayor despliegue simultáneo de los satélites de trabajo más pequeños jamás construidos, ayudaron a validar el objetivo de Manchester de dar el siguiente paso en la miniaturización de la tecnología satelital.

Desde que Sputnik se lanzó en 1957, las naciones, y luego las compañías, se han apresurado a poner satélites en órbita para propósitos tanto militares como civiles. Sin embargo, a US$10,000 para poner una libra de carga útil en el espacio, los costos de lanzamiento siempre han presentado una enorme barrera de entrada.

Pero en 1999 se produjo un gran avance cuando los investigadores de Stanford y la Universidad Politécnica Estatal de California definieron y popularizaron el CubeSat: un cubo ligero de 4 pulgadas que podría llevar a cabo una misión científica a pequeña escala. CubeSats se alineó perfectamente con el objetivo de la NASA de desarrollar misiones más pequeñas y menos costosas para brindar a más investigadores la oportunidad de superar la barrera de los costos y enviar experimentos al espacio.

Camino al exito

En 2009, mientras estudiaba con el profesor de Cornell Mason Peck, Manchester imaginó cómo diseñar la esencia electrónica de un satélite en un dispositivo incluso más barato y más fácil de construir que un CubeSat.

En 2011, financió su proyecto mediante la financiación colectiva de Kickstarter.com, recaudando rápidamente alrededor de US$75,000 de 315 contribuyentes, y así nació el proyecto KickSat. «Quiero que sea lo suficientemente fácil y asequible para que cualquiera pueda explorar el espacio», así lo expresó Manchester en ese momento.

Desde entonces, ha perseguido esta visión a través de trabajos de investigación en Harvard y NASA Ames antes de llegar a Stanford. Ha tenido decepciones. En 2014, el primer proyecto KickSat de Manchester se lanzó al espacio con 100 ChipSats, pero una falla provocó que los satélites experimentales volvieran a entrar en la atmósfera y se consumieran antes de poder desplegarlos.

Sin desanimarse, Manchester y sus colaboradores en Cornell, Carnegie Mellon y NASA Ames rediseñaron ChipSats para la reciente misión. Metieron 105 ChipSats en una nave nodriza CubeSat llamada KickSat-2, que se lanzó a la Estación Espacial Internacional el 17 de noviembre. Durante meses, Manchester esperó que la luz verde de la NASA desplegara los ChipSats dentro de Kick-Sat-2 en la órbita terrestre baja.

Ese momento finalmente llegó, cuando los comandos de despliegue se transmitieron desde el plato de 60 pies detrás del campus de Stanford. Otro día de ansiedad pasó antes de que Manchester se enterara de que la antena de antena sensible había detectado las débiles señales de los ChipSats, lo que significaba que estaban en funcionamiento. Manchester trabajó con colaboradores de todo el mundo para rastrear a los ChipSats mientras transmitían datos hasta volver a entrar en la atmósfera y quemarse el 21 de marzo.

Alentado por este éxito, Manchester dijo que continuará trabajando hacia un futuro cercano en el que estudiantes, aficionados y científicos ciudadanos de todo el mundo puedan construir y lanzar sus propias misiones de satélites pequeños con la misma facilidad con la que ahora podrían volar un avión no tripulado.

El proyecto KickSat ha recibido fondos de la NASA y la Fundación Breakthrough, así como 315 patrocinadores individuales en Kickstarter.

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