Argentina, a través de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), pondrá mañana en órbita el USAT-1, el primer CubeSat universitario argentino diseñado y construido íntegramente por una universidad nacional. El pequeño satélite, de formato 3U, unos 10 x 10 x 34 centímetros y unos 3 kilos de masa, viajará como parte de la misión compartida Transporter-18 de SpaceX. Su objetivo principal será probar una tecnología basada en las mismas señales que emplean los sistemas de navegación, pero para para estudiar la atmósfera y la superficie terrestre.
El proyecto fue desarrollado por el Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA) y el grupo de Sistemas Electrónicos de Navegación y Telecomunicaciones (SENyT) de la Facultad de Ingeniería de la UNLP, con participación de estudiantes, profesionales e investigadores. USAT-1 es además el primero de una serie de pequeños satélites prevista dentro del programa Satélite Universitario de la institución.
Más allá de su misión científica, el proyecto permitió desarrollar dentro de la universidad prácticamente toda la plataforma de servicio del vehículo: estructura, computadora de a bordo, control térmico, sistema eléctrico, comunicaciones y parte de su electrónica especializada.
Un satélite que aprovecha las señales del GPS de una manera diferente
La pieza central de la misión es un receptor GNSS diseñado en la propia UNLP. GNSS es el nombre general que reciben sistemas de navegación como GPS, Galileo o GLONASS.
Normalmente, un receptor utiliza las señales emitidas por esas constelaciones para calcular su posición. Sin embargo, el USAT-1 buscará emplearlas también como una herramienta de observación de la Tierra mediante dos técnicas denominadas reflectometría GNSS (GNSS-R) y radio-ocultación GNSS (GNSS-RO).
La primera, la reflectometría, aprovecha señales GNSS que llegan desde los satélites de navegación, rebotan contra la superficie terrestre y luego son captadas por USAT-1. Ese rebote altera la señal de distintas maneras según las características del terreno o del agua sobre la que incidió. Al estudiar esas variaciones, el CubeSat puede obtener información sobre humedad del suelo, vegetación, altimetría e incluso condiciones de las superficies oceánicas.
Las simulaciones desarrolladas por investigadores de la UNLP mostraron que el sistema de antenas diseñado para la misión podría captar reflexiones durante más del 80% del tiempo analizado y registrar hasta cinco eventos simultáneos en determinadas condiciones.
Por otro lado, la radio-ocultación trabaja de otra manera. Cuando un satélite de navegación comienza a ocultarse detrás de la Tierra visto desde USAT-1, sus señales atraviesan distintas capas de la atmósfera antes de alcanzar al CubeSat. Al hacerlo, se refractan y modifican ligeramente su trayectoria, frecuencia y fase. Midiendo esas alteraciones se pueden obtener parámetros relacionados con la temperatura, presión y humedad de la atmósfera, además de estudiar las capas superiores, incluida la ionosfera. Cada uno de estos cruces constituye un “evento” de radio-ocultación y puede durar aproximadamente entre 30 y 90 segundos.
Cinco antenas y un receptor desarrollado en La Plata
Para realizar estas mediciones, USAT-1 incorpora un receptor multifrecuencia y multiconstelación conectado a varias antenas, una sistema especialmente diseñado para detectar señales que llegan desde direcciones y con intensidades muy diferentes. Las señales directas provenientes de los satélites GNSS son relativamente fuertes, mientras que aquellas que primero rebotaron sobre la Tierra llegan debilitadas. Por eso, las antenas destinadas a reflectometría necesitan priorizar la ganancia y la sensibilidad.
La UNLP desarrolló y ensayó específicamente cinco antenas para la misión, además de la electrónica necesaria para adquirir y procesar las señales.
El receptor también cumple una tarea muy importante, que sirve para interpretar correctamente los experimentos: conocer con precisión dónde se encuentra USAT-1 en el espacio y cómo se mueve. Para eso utiliza las propias señales GPS y realiza mediciones muy precisas de distancia y posición. Con esa información se puede determinar desde qué punto del espacio se obtuvo cada dato y relacionarlo correctamente con el lugar o fenómeno observado en la Tierra.
Del laboratorio al espacio
El USAT-1 será, por lo tanto, una misión científica y un banco de pruebas tecnológico. La universidad buscará seguir validando en condiciones reales el funcionamiento del receptor GNSS, las antenas, la computadora de vuelo, el sistema de potencia, las comunicaciones y el control de orientación desarrollados durante el proyecto. Esa experiencia ya trascendió al propio satélite, porque el conocimiento adquirido por los equipos del CTA y SENyT también sirvió como antecedente para su participación en ATENEA, el CubeSat argentino que voló a bordo de la misión Artemis II de la NASA.
Mañana comenzará la prueba más importante para USAT-1. Una vez liberado en órbita, el equipo deberá establecer contacto con el satélite, comprobar el estado de sus sistemas y comenzar a recibir los primeros datos. Será el momento de verificar fuera de la Tierra el desempeño de una plataforma desarrollada en la UNLP y construida a partir de capacidades tecnológicas generadas en el país.
Más allá de los resultados específicos de la misión, el lanzamiento marca un nuevo paso en la incorporación de experiencia propia en diseño, integración y operación de pequeños satélites. Poner en órbita tecnología desarrollada en la Argentina permite validar soluciones propias, formar equipos especializados y acumular conocimiento que puede convertirse en la base de futuros proyectos espaciales nacionales.
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