FASat-Alfa, el fallido primer satélite chileno

FASat-Alfa

El microsatélite FASat-Alfa sería el primer satélite chileno en órbita. El lanzamiento a bordo de un cohete Tsyclon-3 tuvo lugar el 31 de agosto de 1995, pero debido a una falla causada por el mal diseño del sistema de desacople, FASat-Alfa no pudo separarse del satélite ucraniano Sich-1.

El objetivo primario del programa era obtener para Chile la experiencia científica y tecnológica básica necesaria para continuar hacia pasos más avanzados.

El propósito de la misión era crear un grupo de ingenieros con experiencia aeroespacial, tener el primer satélite chileno en órbita, e instalar y operar la Estación de Control de Misión ECM-Santiago en Chile.

Diseño y sistemas

Grupo de trabajo FASat-Alfa

Alrededor del satélite FASat-Alfa está ubicado el grupo de ingenieros chilenos que trabajó en él. Crédito: Fernando Mujica.

FASat-Alfa, de 60 cm de alto con una base cuadrada de 35 cm, pesaba 50 kg y estaba basado en la estructura modular desarrollada por la empresa británica Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) en diez misiones anteriores. Fue construido por un grupo de ingenieros tanto de la Fuerza Aérea de Chile (FACh) como de SSTL. El FASat-Alfa sería puesto en una órbita circular de 650 kilómetros de altura y con 82,5° de inclinación.

Los paneles solares de arseniuro de galio serían capaces de producir hasta 21 watts de potencia utilizable para todos los sistemas y cargas útiles.

Sistemas básicos que permitirían la operación del satélite:

  • Baterías y sistema de distribución de potencia.
  • Sistema de Radiofrecuencia que permite la transmisión (“downlink”) en UHF, y la recepción (“uplink”) en VHF.
  • Sistema de manejo de datos a bordo, que con sus computadores OBC186 y OBC386, y el sistema de telemetría y telecomandos, permitía una operación automática, considerando que la mayor parte de la órbita está fuera del alcance de la Estación de Control.
  • Sistema de determinación y control de actitud y seguridad, que es el encargado de controlar la actitud del satélite, y de los elementos pirotécnicos en la etapa del lanzamiento.

Experimentos

Experimento de Monitoreo de la Capa de Ozono (OLME)

FASat-Alfa

Visión artística del FASat-Alfa en vuelo.

Este experimento se basaba en la medición de la intensidad de la radiación solar ultravioleta dispersada por la atmósfera, en una banda estrecha de longitudes de onda cercanas a 300 nanómetros. Se ha demostrado que sometiendo estas mediciones a un procesamiento adecuado es posible determinar la cantidad total del ozono en un amplio sector geográfico, a altitudes sobre los 25 kilómetros. Este rango de altitudes es de especial interés científico por cuanto en él ocurre la máxima razón de mezcla del ozono (35 km) y además se espera en esa zona (40 km) el mayor impacto adverso sobre la disminución de la capa.

Constaba de dos instrumentos que registrarían aspectos relativos al ozono atmosférico; las cámaras CCD de ozono y los fotodiodos ultravioleta.

El experimento pretendía demostrar que con un equipamiento económico, pequeño y muy liviano, pero con un alto grado de procesamiento computacional a bordo de un microsatélite, es posible contribuir en forma significativa al estudio del fenómeno del ozono.

Experimento de Transferencia de Data (DTE)

Consistía primariamente en contar con una capacidad de transferencia de datos desde y hacia el satélite en el modo “guardar-y-entregar” (“store-and-forward”), ya que por las características de la órbita polar del FASat-Alfa estaría visible para un observador terrestre entre 10 y 15 minutos por pasada, y dependiendo de la latitud pasaría entre 4 y 6 veces al día por ese mismo punto.

El experimento DTE constaba de dos segmentos; uno espacial y otro terrestre.

Sistema de Imágenes Terrestres (EIS)

Este experimento se basaba en dos cámaras visibles, una de campo amplio y otra de campo angosto, ambas colimadas en la misma dirección.

La cámara de campo amplio tenía una resolución de alrededor de 1.500 km, similar a la de las cámaras del experimento OLME con el fin de dar la imagen de posición al citado experimento, y la de campo angosto una resolución de alrededor de 150 metros.

Ambas cámaras se ubicaban en la Plataforma de Observación Terrestre. La fotografía de campo amplio permite en general determinar el área en la que fue tomada la fotografía. Como la fotografía de campo angosto está colimada en la misma dirección, se puede determinar con mayor precisión la zona de la Tierra que fue fotografiada.

Experimento de navegación con GPS

Permitiría determinar la posición del satélite en el espacio, utilizando la constelación de satélites GPS (Global Positioning System). Esta capacidad permitía una cierta autonomía con respecto a la determinación de los parámetros orbitales que se obtenían de la información proporcionada por el Comando Espacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.

El experimento constaba de un receptor especial para uso en el espacio que en conjunto con un software permitiría determinar la posición del satélite.

FASat-Alfa

FASat-Alfa en su configuración final de vuelo, con EOP apuntando hacia arriba, con los cuatro soportes de antena; dos de ellos contienen los sensores solares, uno el detector de Tierra abajo, y el cuarto contiene los 5 gramos de tierra chilena traída especialmente desde Santiago. Asimsimo se pueden ver los lentes de las cámaras de campo ancho y de campo angosto. Crédito: Fernando Mujica.

Unidad Experimental de Almacenamiento de Data en Estado Sólido (SSDRE)

Este experimento era una unidad de almacenamiento de 256 Megabytes de datos, basada en una tecnología de memorias RAM que en esos años aún no estaba disponible comercialmente, proporcionada sin costo por la empresa Lockheed-Sanders de Estados Unidos, bajo un programa de colaboración con la FACh.

Cada sistema del FASat-Alfa podía accesar y utilizar esta memoria a través de la red de área local CAN. El mayor beneficio se lograría en los experimentos OLME y EIS, ya que se podía almacenar más de 600 imágenes de una sola vez.

Experimento Educacional

Este experimento que en sí no era una carga física separada. Tenía como objetivo primario involucrar a los colegios de todo Chile en comunicarse con el satélite FASat-Alfa. El experimento educacional utilizaría el experimento de transferencia DTE para, a través de procesamiento digital con el DSP, producir una telemetría que pueda ser recibida por receptores terrestres de bajo costo y un computador personal.

Asimismo el DSP era capaz de producir voz digitalizada que podía ser recibida por simples receptores.

El beneficio para el curriculum de los estudiantes era que ellos deberían desarrollar por lo menos la siguientes actividades:

  • Traqueo del satélite FASat-Alfa, con el consiguiente estudio básico de mecánica orbital.
  • Estudio de comunicaciones con el satélite.
  • Análisis de la telemetría del satélite FASat-Alfa, especialmente la relativa a parámetros eléctricos y termodinámicos.

Falla del FASat-Alfa

Luego del lanzamiento en 1995, FASat-Alfa debía separarse desde el satélite ucraniano Sich-1, al cual estaba unido por medio de un par de abrazaderas.

El método de separación consistía en que una parte de las abrazaderas estaba unida al Sich-1 y la otra al FASat-Alfa. Al darse la orden de separación por parte de los controladores rusos, dos cargas explosivas tipo guillotina cortaban los pernos que unían las abrazaderas y un resorte interno empujaba al satélite chileno separándolo del ucraniano.

Ubicación FASat-Alfa

Ubicación del satélite FASat-Alfa.

Desafortunadamente, al activarse las gulillotinas, no cortaron tres de los cuatro pernos, sino que sólo los aplastaron, no pudiendo separarse el satélite.

Luego de ésto se formó una comisión entre la FACh, la empresa británica SSTL, y la ucraniana Yuzhnoye, y se determinó, efectuando pruebas en Inglaterra y en Ucrania que eso era lo que había pasado, y los ingleses aceptaron toda su responsabilidad.

Debido a la existencia de seguros comprometidos en el FASat-Alfa, se construyó el FASat-Bravo, el reemplazo del FASat-Alfa, y se tomó especial precaución en el diseño de los tipos de pernos explosivos que se utilizarían, lo que permitió que este gemelo del FASat-Alfa pudiera estar en órbita en julio de 1998.

Gracias a los cálculos de nuestro amigo Jon Mikel, sabemos que Sich-1 y FASat-Alfa reingresaron a la atmósfera el día 15 de abril de 2006, quemándose así el primer satélite chileno.

Fuente: Proyecto FASat-Alfa

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Felipe Campos

Acerca de Felipe Campos

Ingeniero en Informática. Atraído desde pequeño por la ciencia, y aficionado a la astronomía desde hace algunos años. Con el tiempo que dispone, intenta acercar esta ciencia a la gente, ya sea mediante la publicación de artículos o de eventos y actividades astronómicas en Chile. Traductor de ESOcast para el Observatorio Europeo Austral.

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