Somewhere,
something incredible,
is waiting to be know.
Carl Sagan.
La mayoría de sondas de exploración espacial son grandes artefactos constituidos mediante el ensamblaje de múltiples piezas que mucho más pequeñas constituyen un todo. Todo esto busca la robustez de la estructura a través de diseños dinámicos, completos y versátiles que soporten las duras condiciones del espacio exterior. Es obvio decir, que las diferentes influencias más allá de la estratosfera terrestre, que afectan las electrónicas basadas en silicio, obligan a los ingenieros a pensar y diseñar parámetros estructurales y dinámicos que permitan compensar y controlar influencias astrofisicas, sobre los esquemas de control, potencia, autonomía y programación de los artefactos que surcan nuestra vecindad planetaria. ¿podemos proponer una exploración planetaria con CubeSats? ¿En vez de enviar solo un artefacto para exploración, porque no enviar flotillas de NanoSats, que registren, evalúen y analicen muchos o múltiples sectores a diferentes latitudes de un determinado cuerpo en el sistema solar?
CUBESATS
Imaginen ustedes un artefacto con un tamaño no mayor a 10 cm, con una electrónica de potencia y control basada en silicio, y cuidadosamente ensamblada, talque que sus parámetros de configuración y programación controlen, piezas en una unidad más estrecha: pero del mismo modo capaz de realizar misiones orbitales con igual exactitud y precisión que misiones mucho más grandes, en cuando a observación de la superficie terrestre como de experimentación científica.
Gracias a los logros y avances en tecnología de microelectrónica y microprocesadores, se ha permitido el desarrollo de microchips que tienen una gran densidad de transistores y microprocesadores que doblan su capacidad de procesamiento y administración de información según la conocida ley de Moore. Esta escala nanotecnologica implica el control de procesos a escala nanometrica, donde las interacciones del entorno sobre esta electrónica deben ser cuidadosamente evaluadas.
Partes de la electrónica de potencia y control del diseño de un CubeSat .
Si bien los nanosatelites son uno de los resultados recientes en el paradigma de la miniaturización de la nanoelectronica, su uso por el momento esta rezagado a iniciativas pedagógicas de orden universitario como de nacientes StartUps que buscan estrategias de organización comercial que les permitan tener obtener conocimiento científico del espacio estratosferico. Todavía se cuestionan nacientes iniciativas, frente a su utilización que impliquen grandes escalas, con objetivos que involucren el conocimiento de otras superficies en nuestro mediano sistema solar.
No se puede negar el inmenso éxito que ha constituido las pasadas y recientes misiones de exploración de nuestro sistema solar interior como exterior, la magnitud de las distintas partidas presupuestales de la diferentes agencias espaciales de todo el mundo, brillan por la calidad y precision de sus misiones. NASA, ESA, ISRO, JAXA, ROCOSMOS...etc, han propuesto misiones caracterizadas por el alto costo que implican el diseño, planeación, estructuración y ejecución de las iniciativas, casi siempre condicionadas por los ambientes políticos y de orden social de las naciones. ¿Se pueden diseñar propuestas de investigación y exploración espacial desde naciones con bajos o nulos proyectos de exploración espacial?
Frente a la democratización del acceso a la información, y con la ventaja de cientos y cientos de doctorandos educándose en instituciones a vanguardia en el "mundo desarrollado", la posibilidad de encaminar procesos de exploración espacial, basadas en tecnológicas versátiles y recursivas, puede ser una tarea más que posible.
Mucho más allá de ser una solución a iniciativas de exploración que involucren presupuestos exhorbitantes, es la propuesta de una exploración espacial sostenible, precisa, recursiva, económica y lo más importante REDUNDANTE. Esto implica, que si las potenciales iniciativas de exploración en nuestro mediano sistema planetario, redundan en artefactos que registren y evalúen datos a distintas latitudes con el fin de disminuir los rangos de incertidumbre en cuanto a la caracterización de un hecho planetario, físico o astrofisico, posibilita un estudio más preciso, económico y certero.
Ahora bien, analizando la aplicación de recursos de microelectronica, miniaturización y compactización de encapsulados de electrónica de silicio, se pueden proponer el diseño de estructuras con materiales más ligeros y robustos; cada acabado estructural de acuerdo a las consecuencias astrofisicas que gobiernan en el entorno cósmico. El consumo y autonomía de batería en las fases de potencia y control, cuidadosamente administrados por una fase de programación que mediante redes neuronales infiera y ejecute "decisiones" con el fin de reducir el consumo de energía, y aumente la velocidad de procesamiento de información y almacenamiento.
Uno de los grandes problemas en la exploración espacial son las consecuencias que trae la radiación en diferentes longitudes de onda sobre electrónicas basadas en silicio, un hecho que es incuestionable es que cuanto más baja es la tensión de polarización en una determinada sección de circuito, mas vulnerable resulta el sector a la influencia de la radiación.
Pero aquí no quedan los problemas, el peso y la autonomía en las formas de obtención y almacenamiento de energía continua sigue siendo el inconveniente con el que más lidian ingenieros en el diseño de estructuras autónomas de obtención de información aeroespacial.
Durante los últimos años han sido innumerables los proyectos de CubeSats lanzados en órbita baja desde diferentes sectores, con objetivos experimentales de observación de superficie. En el caso particular, Colombia también a puesto recientemente un NanoSat, denominado Libertad 1, un objetivo apadrinado por una Universidad Privada. Del mismo modo, un iniciativa StartUp, llamada Squoia Space, asesora, y "diseña", modelos de CubeSats y Nano Sats para diferentes sectores del orden publico y privado en latinoamerica.
¿Que puede hacer un nanosatelite o CubeSat con tan poca masa y potencia disponible en la exploración espacial?
No estamos hablando de enviar un solo nanosatelite a más de 3 unidades astronomicas en la exploración orbital de por ejemplo, Europa (satélite natural de Jupiter), esto sería como lanzar una flecha desde la tierra y partir un grano de regolito que este ubicado justo en la mitad de uno de los cráteres más pequeños de la superficie lunar, tarea más que difícil: imposible.
Estamos hablando del diseño de un numero significativo de CubeSats, cada uno con una tarea explicita y con el objetivo de registrar parámetros de información, ensamblados en una etapa de potencia o trayecto más completa y esquematizada. Es decir, el esquema general hace parte de uno conjunto significativo de NanoSats que viaja a su destino como uno solo, pero en su llegada dividen sus objetivos.
Por supuesto, estamos hablando del paradigma del autoensamblaje. Un difícil tema a tratar pero con oportunidades interesantes. Porque al final, no estamos hablando de una sola etapa de potencia, sino de varias. No solo de un artefacto de registro y medición, sino de muchos. Justo al final, una red neuronal que distribuye sus "decisiones" en múltiples rangos y espacios.
Imaginen ustedes explorar la interesante superficie de Europa, con una amplia flotilla de NanoSats, que registren su interacción gravitacional, expresiones de superficie, características orbitales, elementos geoquimicos.... etc, a distintas latitudes y al final armar un modelo de compresión global mas preciso de su dinámica geoestrucutural.
Creo que las puertas están abiertas, al desarrollo de iniciativas de exploración espacial que mas que necesarias son urgentes: que partan de la recursividad, con el objetivo que las naciones latinas tengan un lugar propio y autónomo en la exploración espacial .
Entrada publicada originalmente en : http://cienciaslatina.blogspot.com/2015/04/exploracion-planetaria-con-flotillas-de.html
Por:
MIGUEL ANGEL PINILLA FERRO
Miembro activo del Grupo de Ciencias Planetarias TITAN - UNAL
en Twitter: @mapinillaf
FUENTES.
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