¿Qué contiene un satélite por dentro?
Una máquina que cuesta cerca de 300 millones de euros, que además tiene la particularidad de no poderse reparar en caso de avería, implica poseer la más avanzada tecnología a bordo. Un satélite debe ser autosuficiente en cualquier fase de su vida útil, tanto técnica como energéticamente. De hecho, es la energía para desplazarse la que define la duración que podrá tener un satélite. Normalmente, unos 15 años.
¿Cuál es esa tecnología clave para funcionar? En esta entrega vamos a ver cada una de las partes más importantes de un satélite, desde el payload hasta el bus, cuáles son sus funciones básicas y que rol juegan en el funcionamiento general de la máquina. Recordemos que los satélites actúan como “repetidores” de señal y básicamente es esa su función, por lo que su operativa más básica, sin entrar en detalles técnicos, veréis que es sencilla de entender.
Son muchas las partes críticas que hay a la hora de construir un satélite. El hecho de no poder repararse nunca como ya hemos comentado y ser sometido a una gran violencia física en sus primeros momentos de vida hacen que el interior de esta máquina deba ser muy robusto y casi todas las partes estén redundadas, para tener alternativas de funcionamiento rápidas y reales en caso de fallos.
Un satélite está sometido normalmente a temperaturas que pueden oscilar entre los 150 ºC y -150 ºC, agentes meteorológicos diversos y vientos solares, por lo que no sólo está protegido externamente, si no también en su interior. La circuitería implica no sólo ser puntera en tecnología, sino en alta resistencia ante cualquier agente.
Transpondedores, lo más importante en el payload
Cuando vimos cómo se construye un satélite mencionamos brevemente que se denomina payload a la carga útil de cada satélite, la que realmente se encarga de reemitir y en su caso procesar la señal que se recibe desde la Tierra. Dentro del payload, el elemento más importante son los transpondedores, abreviados XP o XPDR en muchas ocasiones. Estos aparatos reciben la señal terrena a través de las antenas del satélite, la amplifican y la reemiten por una frecuencia distinta de la que fue emitida, es por eso que en el caso de los satélites de telecomunicaciones se categorizan como transpondedores activos.
Un satélite actual puede contener más de 50 transpondedores a bordo, que pueden albergar varios canales, llamados aquí técnicamente “carriers”. Existen dos tipos distintos de transpondedores: Uno que no procesa la señal recibida, llamados “bent pipe repeater” y otro que es capaz de detectar la señal uplink y devolver una nueva señal downlink mediante una serie de procesos. Estos últimos son conocidos como “onboard processor” y son los más frecuentes.
Por otra parte, el satélite puede incorporar algún servicio más, como alguna cámara desde el espacio y determinados sensores, aunque aquí la línea entre lo que forma parte del bus y el payload es muy delgada y depende del uso al que se vaya a destinar la máquina. Si hablamos de un satélite de telecomunicaciones, los transpondedores serán la clave del payload.
Control del satélite desde tierra
El bus sería algo más que el esqueleto que sostiene el cuerpo del satélite en órbita y funcionando. En él se sitúan las baterías del satélite, que son constantemente recargadas gracias a los paneles solares. Dichos paneles, desplegados desde que el satélite alcanza una determinada órbita generan energía para mantener los circuitos electrónicos funcionando. Miden entre 20 y 25 metros de largo estando desplegados.
Gracias a las comunicaciones desde Tierra, el satélite puede obedecer multitud de órdenes, principalmente las de posicionamiento. Un control de altitud que actúa sobre tres ejes es el mecanismo que permite que el satélite se mantenga en un punto concreto sin moverse dentro de su órbita. No obstante, las condiciones climáticas y naturales hacen que se desplace en unos movimientos que deben ser monitorizados y controlados 24h. Un grado de movimiento arriba corresponde aproximadamente a 70 Km de desplazamiento de la huella de cobertura sobre la Tierra.
En el bus se encuentran también los tanques de combustible y los propulsores, que serán los encargados de mover el satélite en el espacio en base a las órdenes que le demos desde abajo. Desde los centros de control terreno que monitorizan la posición del satélite 24 h, el margen de error de las maniobras es de tan sólo un metro.
Lo que se conoce como vida útil de un satélite no es más que la limitación de este tanque de combustible. Normalmente puede durar entre 15 y 20 años. Una vez pasado este tiempo no podrá volverse a llenar y por lo tanto el satélite habrá finalizado su servicio, siendo movido a una órbita intermedia al final de su vida para ser desplazado finalmente a espacio cuando no pueda prestar más servicio.
La función de las antenas
La función de las antenas es detectar las señales emitidas desde los centros de control terrenos o desde las unidades de televisión. En la antigua industria aeroespacial hace muchos años, las antenas emitían señal en todas direcciones, resultando muy poco efectivo hasta que los ingenieros optaron por implantar antenas con la capacidad de apuntar a un punto concreto, concentrando toda la potencia necesaria para ofrecer un servicio eficaz. Las parabólicas fueron las que solucionaron esta pequeña batalla, tanto en tierra como en el espacio.
En casa, una parabólica normalmente mide unos 60 cm de diámetro si estamos en una buena zona dentro de la huella de cobertura de un satélite. A 36.000 Km sobre la Tierra, la parabólica en el satélite mide unos 3 metros de diámetro. Las sujecciones de la parabólica al satélite permiten plegarla y desplegarla, así como apuntar a una dirección concreta con gran precisión, ayudado de los mecanismos de movimiento y rotación del cuerpo entero del satélite.
Los satélites antiguos solían tener entre dos y tres antenas. Actualmente, es normal ver un satélite con cinco antenas y varias de ellas desplegables, como el Hispasat 1E recientemente lanzado al espacio. Las antenas son el vehículo clave e imprescindible para que los transpondedores puedan recibir y emitir información, así como para que nosotros podamos recibir la televisión por satélite en casa.
