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Femtosatélites, qué son y para qué sirven

Un Femtosatélite, por definición es un dispositivo capaz de realizar todas las funciones básicas de cualquier satélite: la de Comunicación con la estación de tierra, la de Supervivencia en el espacio, la de Determinación de la posición y la orientación y por último la de Observación, que según la clasificación internacional de satélites en función de su masa, debe caber en menos de 100 gramos. Aunque hasta la fecha no se ha puesto uno de estos satélites en órbita, todo indica que pronto alguien será el primero y puede que no sean las Agencias Espaciales. Con este hito, el uso de satélites pequeños será la evolución lógica en el mercado aeroespacial.

Algunos ejemplos de femtosatélites reales son: El Kumar, el PocketQub, el Sprite y el WikiSat.

Para alcanzar tales límites de masa y tamaño, se usan dos técnicas bien diferenciadas; los llamados satélites en una placa (Satellite-on-a-board) y los llamados satélites en un chip (Satellite-on-a-chip). Los primeros son más grandes pero tremendamente más fáciles de hacer y más baratos. Y es que tal y como está el mercado de los MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) en la actualidad, se puede diseñar casi cualquier cosa y por menos de 300 euros incluso te lo fabrican y te lo ensamblan. Los segundos, los satellite-on-a-chip, son mucho más caros pero muchísimo más pequeños.
Otra gran desventaja además del coste, es que no todo se puede hacer en un chip, o al menos no de momento.

El femtosatélite de Kumar está siendo desarrollado por el grupo Canadiense Kumar y promete revolucionar la industria aeroespacial con grandes ideas de pequeño tamaño:
http://www.ryerson.ca/news/news/Research_News/20100128_femto.html

Otro femtosatélite, el PocketQub de Twiggs, un grupo americano de Kentucky. El PocketQub es parecido al famoso “CubeSat” pero en versión baby de 5 centímetros de lado:
http://ukseds.org/pocketqub-call-for-participation-help-ukseds-build-its-first-satellite/

El femtosatélite Cornell  Sprite 1, desarrollado por Zac Manchester, un estudiante americano de Nueva York que ha conseguido financiación para llenar todo un CubeSat (El KickSat) con estos pequeños satélites para mandarlo en el siguiente cohete disponible como Piggyback.

Y por último, nuestro WikiSat V3 que es un proyecto principalmente europeo con su sede en Castelldefels, la EETAC: http://www.wikisat.org

Para que un femtosatélite pueda considerarse un satélite útil, es necesario que pueda realizar una serie de funciones dentro de una misión que justifiquen su construcción.
- La primera función es la de comunicación. El satélite debe ser capaz de comunicar información, ya sea a otros satélites como a estaciones de tierra. Debido a su pequeño amaño, en el que la propia antena es más grande que el satélite, es necesario que éste disponga de unas antenas externas o desplegables. Para poder comunicar información a través de radio, es necesario además que el satélite tenga un mínimo de potencia eléctrica. Hay dos opciones, tener unas baterías que se usen lo mínimo posible o tener unos paneles solares que sean suficientemente potentes como para alimentar al pequeño satélite.

- La segunda función es la de supervivencia, es decir, que la estructura y los componentes que forman el femto satélite deben soportar no sólo las condiciones en el espacio sino también durante el lanzamiento y el viaje hasta su órbita. Debe soportar la radiación o al menos tolerarla, siendo resistente a los efectos de dicha radiación con sistemas redundantes que garanticen la integridad del satélite en caso de que falle uno de los sistemas. Además, los constantes cambios de temperatura (de pasar de estar expuesto al sol a pasar a estar en eclipse) deben ser soportados por la estructura y los componentes. El sensado de estos parámetros permite dar una idea del estado del satélite y tomar acciones en un futuro.

- La tercera función es la de determinación de la posición y orientación. Esto es necesario si va a realizar alguna función de observación. Si por ejemplo debe apuntar hacia un punto concreto ya sea para observar o bien para transmitir. También esta información puede ser mandada a la estación de tierra para que conozcan dónde se encuentra el satélite y qué está haciendo. Todo esto, junto con las funciones anteriores, puede además informar del estado de salud del satélite.

- Finalmente, la última función es la de observación. El satélite debe servir para algo concreto o tener una razón de ser, como puede ser la observación terrestre, la observación atmosférica o incluso la observación de objetos lejanos. Todas estas acciones van a requerir tanto memoria, como capacidad de procesar información aunque sea sólo comprimirla y mandarla hacia la Tierra. Por supuesto, deben existir sensores o cámaras muy pequeñas y de bajo consumo que se puedan integrar en un satélite tan pequeño para poder realizar dicha observación.

El grupo de investigación del profesor Joshua Tristancho (Master en Ciencia y Tecnología Aerospacial por la EETAC) no sólo investigan con femtosatélites. La razón de ser del grupo es encontrar tecnologías llamadas “Low-cost” de bajo coste que permitan a cualquier empresa poner su propio femtosatélite en órbita o incluso quién sabe, su propio robot en la Luna. Está basado en lo que se llama “El paradigma de la Carga de Pago de Espacio” que en síntesis consiste en no depender del mercado actual de grandes lanzaderas o de componentes redundantes separados en cajas si no más bien diseñar y fabricar todas las partes de la misión en función de eso “La carga de pago”.

Por ello, cada mes, el equipo WikiSat realiza vuelos en globos estratosféricos (35 km de altura) para validar los componentes MEMS que inicialmente fueron diseñados para un mercado doméstico así como desarrollar una plataforma de despegue de los cohetes, lejos de la población y lejos del espacio aéreo, y que pondrán en órbita estos pequeños satélites (Ver Ecotendencias del CosmoCaixa)