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Los pequeños satélites son el futuro de la exploración espacial

Los pequeños satélites son el futuro de la exploración espacial


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La exploración espacial ha enamorado a generaciones durante décadas. Lo que comenzó como una carrera para dominar los logros humanos entre superpotencias se ha convertido en un esfuerzo humano preocupado por el futuro de la humanidad. Para lo que es esencialmente toda la historia de la exploración espacial humana, el proceso ha necesitado una cosa: dinero.

La economía del espacio

Cuando el programa de transbordadores estaba en plena vigencia entre los lanzamientos en ejecución entre 1981 y 2011, el costo promedio de enviar una libra de material al espacio era de alrededor de $ 10,000 según estimaciones conservadoras, según Business Insider. Desde entonces, la carrera espacial se ha vuelto en gran medida privada, y con este cambio, la competencia está reduciendo ese costo por libra.

Elon Musk afirma que el Falcon Heavy podrá llevar 1 libra de carga al espacio por tan solo $ 1000. Si bien eso aún no se ha visto, en última instancia, esto es una reducción de costos 10 veces mayor que hace solo una década.

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Esto no solo significa que el costo de poner a los humanos en órbita es cada vez más barato, sino que también lo es el costo de llevar tecnología al espacio, como los satélites. SpaceX cobra actualmente alrededor de $ 62 millones para lanzar un satélite a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) en 2018. ULA, el principal competidor de SpaceX, cobra alrededor de $ 225 millones por lanzamiento en promedio y el más barato llega a alrededor de $ 100 millones.

El argumento de los microsats

Todo esto para satélites gigantes que brindan GPS, televisión, tecnologías de comunicación, todo esto para brindar al mundo la tecnología moderna que lo hace girar. Este alto costo ha relegado a la industria básicamente solo a las grandes empresas, pero surge una pregunta. ¿Qué pasa si toma esa gran carga única y la divide en decenas o cientos de satélites más pequeños? ¿No se reduciría el costo por lanzamiento de satélite, haciendo que el espacio sea más accesible para, si no el humano promedio, uno de alto rendimiento?

Sí lo haría.

Ingrese a la industria de microsat. Conocidos comúnmente como microsats o CubeSats, estos diminutos dispositivos pueden caber en la palma de su mano. Sin embargo, no juzgue los satélites pequeños por su tamaño, están repletos de sensores de temperatura, tecnologías de comunicación, sensores químicos, lo que sea, y se pueden empaquetar en un espacio del tamaño de un cubo de 10x10x10 centímetros o menos.

La única compensación para construir satélites tan pequeños es que, en general, cada uno debe tener un propósito específico, por ejemplo, detectar niveles de hidrógeno, estudiar datos de geolocalización o realizar otras observaciones. En su mayor parte, estos pequeños satélites solo pueden detectar y transmitir algunas cosas, pero según la NASA, eso no es un problema.

El estado actual de los microsatélites

Los microsatélites se han abierto paso hacia un enorme agujero en los campos de la investigación espacial, y también han existido durante algún tiempo. Actualmente hay 2200 CubeSats y NanoSats en órbita alrededor de la tierra, todos ellos rastreados y compilados en este sitio web aquí. Un vistazo rápido demostrará la variedad de usos de estos diminutos satélites, desde imágenes de la tierra hasta monitoreo de radiación.

Si bien la mayoría de los microsatélites lanzados ahora mismo están en órbita alrededor de la Tierra, la NASA tiene muchas propuestas sobre la mesa para misiones CubeSat a Marte, asteroides y la luna.

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Un CubeSat típico tendrá una pequeña computadora a bordo, un sistema de administración de energía, una celda solar, un sistema de propulsión de gas, un sistema de comunicaciones y sensores. El diseño específico y las adiciones a cada uno de estos sistemas varían según el uso previsto. En última instancia, la reducción de la electrónica ha hecho posible el mundo de los CubeSats. Esta tecnología en contracción también significa menos peso para transportar al espacio, por lo tanto, costos de lanzamiento más baratos para la exploración espacial.

A medida que los costos se abaratan y las barreras de entrada se reducen, estamos viendo una adopción académica masiva de la exploración espacial MicroSat. Las universidades de todo el mundo tienen y planean lanzar MicroSats para facilitar la investigación en una variedad de industrias, con algunos grandes nombres involucrados. Algunos de ellos, ex astronautas y propios líderes espaciales, como el astronauta Byron Lichtenberg.

Como astronauta de transbordador en dos ocasiones, se convirtió en el primer especialista en cargas útiles en volar en el transbordador en 1983. Como fundador de muchas empresas orientadas al espacio, como Zero Gravity Corporation, que lleva a participantes dispuestos en vuelos parabólicos de "gravedad cero". por un costo bastante bajo, sus intereses no se han alejado mucho del espacio. También es profesor de ingeniería mecánica en la Universidad LeTourneau, donde dirige un grupo de ingenieros superiores mientras trabajan para enviar su propio MicroSat al espacio.

El proyecto, tituladoLetSat, se forjó con la intención de ser uno de los primeros grupos en volar una GPU funcional en órbita terrestre baja.

Si bien puede pensar que las GPU, o unidades de procesamiento de gráficos, son solo para juegos, estaría equivocado. Estos componentes computacionales son similares a las CPU pero difieren en el hecho de que permiten que ocurran múltiples procesos a la vez. Piénselo de esta manera: una CPU, aunque poderosa, solo puede administrar algunas cosas a la vez. Las GPU, por otro lado, pueden manejar miles de cosas a la vez, aumentando la velocidad computacional y mejorando la funcionalidad.

Tradicionalmente, las GPU se han mantenido fuera de la industria espacial y de microsatélites porque consumen mucha energía. Sin embargo, el equipo de LetSat ha desarrollado una arquitectura que permitirá operar una GPU dentro de un microsat en el espacio, permitiendo que la inteligencia artificial orbite la Tierra.

Al abrir la puerta al uso de GPU en el espacio en una plataforma tan asequible como un microsat, la investigación que puede ocurrir puede incrementarse exponencialmente dentro de la industria en comparación con las plataformas informáticas tradicionales.

Si bien demostrar que una GPU puede funcionar en el espacio es uno de los principales objetivos de LetSat, para demostrarlo tenían que darle un propósito a sus equipos. Para esta misión, se centrarán en procesar imágenes de una cámara a bordo para predecir con precisión la ubicación exacta de su satélite en la órbita de la Tierra. Si bien esto puede no parecer mucho, refinar esta capacidad proporcionaría a los satélites una forma precisa de navegar por la órbita de la Tierra en lugares donde el GPS no está disponible.

El equipo de LetSat actualmente espera lanzarlo a principios de la década de 2020 y está esperando subvenciones para que eso suceda.

Este proyecto es de vanguardia y está siendo realizado por estudiantes de ingeniería de alto nivel, quizás la investigación espacial más accesible que se haya realizado.

¿En cuanto a su gran deseo de ir al espacio o realizar investigaciones espaciales? Puede esperar para tomar un vuelo de turismo espacial en las próximas décadas a costos grandiosos (enlace video sobre turismo espacial - lanzamiento 3 de diciembre), o podría involucrarse en un proyecto de microsat y ampliar los límites de la investigación espacial humana. Tu llamada.

Un gran agradecimiento al equipo de LetSat y a la Universidad LeTourneau por hablar conmigo sobre el proyecto y dejarme filmar. Puede obtener más información sobre el proyecto LetSat o la Universidad LeTourneau en los enlaces de la descripción o aquí.


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