WikiSat, lanzando femtosatélites desde Canarias

En los próximos años Canarias podría convertirse en un centro de lanzamiento de satélites como Baikonur o Cabo Cañaveral. Aunque, eso sí,  la diferencia en este caso es que se trataría de satélites con una masa inferior a los cien gramos.

Prueba de 'lanzamiento' de WikiSat (ULPGC).

¿Cómo puede ser esto posible? Pues gracias al proyecto WikiSat, una ingeniosa iniciativa para poner en órbita femtosatélites -como así se conocen a estos satélites diminutos- usando un pequeño cohete unido a un globo de helio. El globo (Wikiballoon) asciende hasta la estratosfera a una altura de 32 kilómetros -controlado en todo momento mediante un sistema de rastreo Iridium- y en ese momento se enciende el pequeño cohete (Wikilauncher) de dos etapas y capaz de alcanzar la órbita. La primera etapa del Wikilauncher tiene una masa de 3,5 kg y puede alcanzar los 250 kilómetros de altura, mientras que la segunda etapa, con una masa de 0,5 kg, acelerará los seis femtosatélites hasta la velocidad orbital. El uso de globos combinados con pequeños cohetes evita el problema logístico de un centro de lanzamiento basado en Tierra, además de permitir un lanzamiento desde casi cualquier punto del planeta.

Wikilauncher (UPC).

Y el sistema ya está a punto (al menos en teoría). Hoy día 31 de octubre a las 8:30 de la mañana tuvo lugar una prueba del proyecto desde la sede del Instituto para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación en Comunicaciones (IDeTIC) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC). Tres cuartos de hora tras el 'lanzamiento' el globo ya estaba a seis kilómetros de altura. WikiSat está desarrollado conjuntamente entre la Universitat Politècnica de Catalunya / BarcelonaTech (UPC) y la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) y está dirigido por Joshua Tristancho, de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aeroespacial de Castelldefels (EETAC) de la UPC.

Los femtosatélites WikiSat son una plataforma estándar de unos 20 gramos que pueden servir para probar componentes electrónicos o pequeños sistemas destinados a misiones espaciales. De este modo se pueden probar estos elementos en condiciones reales a una minúscula fracción del coste de una misión espacial más compleja.

versiones de WikiSats (WikiSat/UPC).

WikiSat (UPC).

Aunque el sistema aún debe demostrar su viabilidad y que su tasa de éxito es aceptable (para lo cual todavía queda bastante), lo cierto es que estamos ante una forma barata de acceder al espacio y que pronto podrá estar disponible para casi todo el mundo. Una verdadera democratización de la conquista del espacio: ¡lanza tu propio satélite al espacio! Dentro de unos años cualquiera podrá sentirse como Koroliov. Lo que por cierto me lleva a pensar que si no fuera por la necesidad de construir misiles balísticos durante la Guerra Fría, en una realidad alternativa el primer satélite en el espacio bien podría haber sido un femtosatélite.


Más información:

• WikiSat.
• La UPC y la ULPGC colaboran en el primer lanzamiento desde Canarias para poner en órbita pequeños satélites.
• Ponen en órbita satélites de bajo coste desde Canarias.
• Galería Flickr de la ULPGC.
• Implementation of a femto-satellite and a mini-launcher, J. Trsitancho (UPC, 2010).
• Design and implementation of a femto-satellite technology demonstrator, V. Kravchenko (UPC, 2010).
• A multi-agent payload management approach for femtosatellite applications, L. Navarro (UPC, 2011).
• A multi-agent adaptive protocol for Femto-satellite applications, R. González y J. Naudo (UPC, 2011).
• Use of hardware-on-the-loop to test missions for a low cost mini-launcher, L. Navarro (UPC, 2011).

Vota por Eureka en los Premios Bitácoras 2012:

Lanzamiento y acoplamiento de la Progress M-17M

Hoy miércoles día 31 de octubre de 2012 a las 7:41 UTC Rusia ha lanzado la nave de carga Progress M-17M (11F615A60 nº 417, o 49P en la nomenclatura de la NASA) a bordo de un cohete Soyuz-U desde la Rampa Número 5 (PU-5 ó 17P32-5) del Área 1 (Rampa de Gagarin) del cosmódromo de Baikonur. La Progress M-17M se acopló tan sólo seis horas después, a las 13:33 UTC, con el puerto trasero del módulo Zvezdá de la ISS. Es la segunda vez que una nave Progress hace uso de la nueva técnica que permite un acoplamiento en seis horas. Tras probar esta maniobra con las Prgress, la Soyuz TMA-08M será la primera nave tripulada que emplee esta técnica el próximo marzo. Éste ha sido el cuarto lanzamiento de una nave Progress en 2012 y la primera nave Progress que se ha acoplado con el Zvezdá desde la misión Progress M-11M en 2011. La órbita inicial fue de 193,75 x 145,34 km, con una inclinación de 51,66º y un periodo de 88,59º.

Lanzamiento de la Progress M-17M (RKK Energía).

Carga de la Progress M-17M

La Progress M-16M tiene una masa de 7290 kg, incluyendo 2397 kg de carga útil:

• 683 kg de combustible para trasvasar al módulo Zvezdá.
• 250 kg de combustible para maniobras de elevación de la órbita de la ISS usando los motores propios.
• 28 kg de oxígeno (sistema SrPK).
• 19 kg de aire comprimido (sistema SrPK).
• 420 kg de agua del sistema Rodnik.
• 1247 kg en el compartimento presurizado (GrO), incluyendo:
• 18 kg para el sistema de control de temperatura (SOTR).
• 12 kg para el sistema de control de la composición de la atmósfera de la ISS (SOGS).
• 37 kg de agua potable para el sistema SVO.
• 17 kg del sistema de alimentación eléctrica (SEP).
• 0,28 kg para el sistema de control (SUBA) y comunicaciones telegráficas. 
• 9 kg de soporte vital.
• 9 kg del sistema de protección antiincendios (SPPZ).
• 8 kg en lámparas.
• 378 kg de alimentos en contenedores (SOP).
• 56 kg de carga para el segmento norteamericano (incluyendo víveres).
• 345 kg de ropa, medicinas, sistemas de control de la atmósfera y elementos de aseo e higiene personal (SMO).
• 9 kg medios de servicio técnico y reparaciones (STOR).
• 128 kg para el sistema higiénico y sanitario (SGO).
• 16 kg de experimentos de tecnología y producción de materiales (TKhN).
• 9 kg equipamiento para el módulo Zaryá.
• 62 kg para el módulo Rassvyet (MIM-1). 
• 4 kg para el módulo Pirs (SO-1).
• 112 kg de artículos personales para los cosmonautas rusos de la ISS.
• 18 kg de documentos para la tripulación (KSPE).
• 9 kg para experimentos científicos rusos.

La Progress M-17M realizó cuatro maniobras orbitales en menos de un día para acoplarse con la ISS:

1. Primera maniobra después del lanzamiento con una Delta-V de 25,46 m/s mediante un encendido de 64,2 s.
2. Segunda maniobra con una Delta-V de 19,49 m/s gracias a un encendido de 49,1 s.
3. Tercera maniobra con una Delta-V de 7 m/s y una duración de 18,4 s.
4. Cuarta maniobra con una Delta-V de 7 m/s y una duración de 18,4 s.

La órbita final de la Progress M-17M fue de 304 x 326,4 km.

Maniobras de aproximación y acoplamiento:

• T- 2 horas 10 minutos: inicio de la secuencia automática de acoplamiento con el sistema Kurs.
• T- 01 h 37 min: activación del sistema Kurs-A ('activo') de la Progress.
• T- 01 h 35 min: activación del sistema Kurs-P ('pasivo') de la ISS.
• T- 51 min: prueba de la interacción entre los sistemas Kurs-A y Kurs-P a 15 kilómetros de distancia.
• T- 40 min: activación de la cámara de televisión a 8 kilómetros de la ISS y del sistema de reserva TORU para acoplar la nave manualmente por control remoto desde la ISS.
• T- 22 min: inicio de la maniobra de sobrevuelo alrededor de la estación para situarse frente al módulo Pirs cuando la nave está a 300 m de distancia.
• T- 15 min: parada de la sonda frente al puerto de atraque para verificar sistemas.
• T- 10 min: aproximación final.
• T- 0 min: acoplamiento suave a 0,1 m/s. Primer contacto mecánico.
• T+ 08 min: Segundo contacto mecánico. Acoplamiento rígido.

Maniobras orbitales de la Progress M-17M (TsUP).

Progress-M

Las Progress son naves de carga no tripuladas basadas en la nave Soyuz. Incluyen un compartimento no presurizado (OKD) para almacenar combustible que sustituye a la cápsula de la tripulación (SA) de las Soyuz. Su módulo orbital presurizado (GrO) se utiliza para llevar comida, agua, aire y equipamiento de diverso tipo a los cosmonautas a bordo de la estación espacial. Su masa es de 7020-7320 kg (Progress M) y pueden llevar 2100-2620 kg de carga, incluyendo un máximo de 1800 kg de carga presurizada en el GrO. Las dimensiones de la Progress son de 7,23 x 2,1 metros (el diámetro máximo es de 2,72 metros), con una envergadura de 10,7 metros contando los paneles solares. Pueden alcanzar órbitas con una altura máxima de 400 km. La actual serie Progress M-M incorpora sistemas digitales y es la última versión de esta nave de carga. El primer vuelo de una Progress tuvo lugar el 20 de enero de 1978.

Las Progress están divididas en tres secciones:

• Compartimento de carga (GrO, Gruzovói Otsek/Грузовой Отсек): es similar en forma al módulo orbital (BO)  de una Soyuz, pero no posee una escotilla interna que lo comunique con la cápsula de descenso como en las Soyuz. Además, mientras que el BO de la Soyuz sólo tiene una escotilla de acceso en tierra, el GrO tiene tres: dos de servicio ("tecnológicas") y otra para introducir la carga. El volumen del GrO es de 7,6 m³. Una vez retirada la carga útil, el GrO se usa como "basurero" para acumular los desechos de la tripulación de la ISS, desechos que se queman en la atmósfera al reentrar la nave sobre el Pacífico una vez cumplida su vida útil.

• Compartimento de Combustible (OKD, Otsek Komponentov Dozapravki/Отсек Компонентов Дозаправки): sustituye a la cápsula de la Soyuz y es donde se almacena el combustible para su trasvase a la ISS, además de otras cargas no presurizadas. Incluye dos tanques de agua, dos tanques de combustible (hidrazina) y dos de oxidante (ácido nítrico).

• Módulo de Propulsión (PAO, Priborno-Agregatni Otsek/Приборно Агрегатни Отсек): muy similar al módulo de servicio (PAO) de la Soyuz, pero con una sección presurizada más larga para acomodar la aviónica que normalmente está situada dentro del SA en la Soyuz.

Partes de la Progress M.

Esquema del GrO.

Soyuz-U

El Soyuz-U (11A511U) es un cohete de tres etapas con una capacidad para colocar 6950 kg en una órbita baja de 200 km de altura y 51,6º de inclinación. Quema queroseno y oxígeno líquido en todas sus etapas y se fabrica en Samara (Rusia) por la empresa TsSKB Progress.

La primera etapa está constituida por los cuatro bloques laterales (denominados Bloques B, V, G y D), de 19,6 x 2,68 metros y 43,3 toneladas (con combustible) cada uno. Cada bloque incorpora un motor RD-117 (821-1000 kN, 252-308 segundos de Isp) con cuatro cámaras de combustión y dos vernier. Los bloques se apagan 118 segundos después del despegue.

La segunda etapa, Bloque A o Bloque Central, funciona durante 280-290 s y sus dimensiones son de  27,1 x 2,95 m, con una masa de 99,5 t. Tiene en su base un RD-118, similar a los RD-117 (779-997 kN, 243-309 s), pero con cuatro vernier. El Soyuz-FG, utilizado para los lanzamientos tripulados, emplea RD-107A en los bloques laterales y un RD-108A en el Bloque A.

La tercera etapa, Bloque I, funciona durante 230 s e incorpora la aviónica de control del cohete. Tiene 6,67 x 2,66 m y 25,3 t, con un motor de cuatro cámaras y cuatro vernier RD-0110 (297,93 kN, 319,5 s).

Soyuz-U (TsSKB Progress).

Fases del lanzamiento (Roskosmos).


Zonas de caída de las etapas (Roskosmos).

Fases del lanzamiento:

• T+0 s: lanzamiento.
• T+118,8 s: separación de los cuatro bloques laterales (B, V, G y D, primera etapa). Formación de la "Cruz de Korolyov". 44,07 km de altura y 2,684 km/s. Los bloques caen a 350 km de la rampa, en la Región nº 16, Kazajistán.
• T+161,36 s: separación de la cofia (GO). 82,2 km de altura y 3,1 km/s. Los fragmentos caen en la Región 69, a 550 km de la rampa, en Kazajistán.
• T+287,3 s: separación de la segunda etapa (Bloque A). 164 km de altura y 5,282 km/s. Los restos caen a 1520 km de la rampa en Kazajistán o la Federación Rusa.
• T+297,05s: separación del segmento de cola de la tercera etapa a 171 km de altura.
• T+525,88 s: apagado de la tercera etapa.
• T+529,18 s: separación de la tercera etapa (Bloque I). 200 km de altura y 9,2 km/s.

Lanzamiento Progress M-17M

Inspección de la Progress por parte de la tripulación de la Soyuz TMA-07M (RKK Energía).

La Progress M-17M en el edificio de ensamblaje MIK-OK de Baikonur (RKK Energía).

Unión con el segmento PkhO que une la Progress con el lanzador (RKK Energía).

Inserción en la cofia (RKK Energía).

Traslado al edificio MIK-112 para unirse con el Soyuz-U (RKK Energía).

Unión con la tercera etapa (Blok-I) (RKK Energía).

Unión con el resto del lanzador (RKK Energía).

Traslado a la rampa (RKK Energía).

 

Lanzamiento (RKK Energía).


Vídeo del traslado a la rampa:

Vídeo del lanzamiento:

Vídeo del acoplamiento:

Bitácora de Curiosity 16 (primer análisis por difracción de rayos X en Marte)

Los asiduos a Eureka habrán notado una disminución en el número de entradas dedicadas a Curiosity este mes. Normal. Nuestro rover marciano favorito lleva unas semanas sin desplazarse mientras investiga en la zona conocida como Rocknest, en Glenelg. Pero que no se desplace no significa que haya estado ocioso. Todo lo contrario. Curiosamente, en todo este tiempo, la noticia más importante ha sido una 'no-noticia'. Y es que los rumores de que el instrumento SAM ha confirmado la presencia de metano en la atmósfera de Marte se han disparado, pero la NASA no suelta prenda.

Una bonita imagen de las paredes del cráter Gale (usuario vikingmars de unmannedspaceflight.com/NASA/JPL).

La confirmación directa de la presencia de metano en Marte es una noticia muy importante porque este compuesto es inestable y debe crearse constantemente para poder ser detectado. Y sólo hay dos formas de crearlo: mediante mecanismos biológicos o con procesos geológicos relacionados directamente o indirectamente con el vulcanismo (los remolinos marcianos -dust devils- u otros mecanismos también podrían generar metano, pero es menos probable). En cualquier caso, y rumores aparte, la imagen más espectacular que ha enviado Curiosity últimamente es esta:

Vale. No es muy impresionante que digamos, pero lo que estás viendo es nada más y nada menos que el primer análisis mediante difracción de rayos X que se lleva a cabo en otro planeta. Fue obtenido mediante el instrumento ChemIn tras analizar una muestra de suelo marciano obtenida durante sol 69 (15 de octubre) y que fue enviada al interior del instrumento en sol 71 (17 de octubre). La imagen revela la presencia de feldespato, piroxenos y olivino, materiales de origen volcánico muy comunes en Marte entre el material fino que es arrastrado por el viento. Es decir, nada exótico ni fuera de lo normal, pero no olvidemos que es el primer análisis de difracción y su objetivo era calibrar el instrumento ChemIn más que descubrir nada nuevo.

Por otro lado, durante los sol 59 y 60, Curiosity tomó este bonito panorama de Rocknest:

Panorama de Rocknest tomado por Navcam (NASA/JPL).

El 7 de octubre (sol 61) Curiosity tomó su primera muestra de suelo marciano -una combinación de arena y polvo de una pequeña duna de Rocknest-, todo un hito de la misión. Pero antes analizar el suelo marciano con ChemIn u otros instrumentos, el equipo del rover decidió 'limpiar' el sistema CHIMRA (Collection and Handling for In-Situ Martian Rock Analysis) del extremo del brazo robot para eliminar cualquier material de origen terrestre que pudiese quedar dentro del aparato.

Primera muestra del suelo marciano obtenida por Curiosity (NASA/JPL).

Para ello, se tomó una muestra con la pala de CHIMRA y se filtró a través de un cedazo que retiene todas las partículas con un tamaño superior a las 150 micras. Después se hizo pasar el material a través de los conductos laberínticos de CHIMRA y luego se descartó la muestra. Este proceso se repitió tres veces para asegurarse que no quedase ningún material terrícola en su interior.

El cedazo de Curiosity (arriba) y la muestra filtrada (NASA/JPL).

 Marcas de la recogida de muestras de Curiosity (NASA/JPL).

El hecho de que alrededor del rover se encontrase previamente un pequeño pedazo de plástico hizo extremar las precauciones ante la posibilidad de contaminación. Paradójicamente, en la zona de la muestra se han observado otras partículas brillantes de origen marciano y de naturaleza desconocida.

Trozo de plástico procedente de Curiosity encontrado cerca del rover (NASA/JPL).

Trozo de material brillante de origen marciano y naturaleza desconocida (NASA/JPL).

Durante sol 70 (16 de octubre), Curiosity depositó una muestra de suelo sobre la 'bandeja de observación', un pequeño disco de 7,8 cm de diámetro que será usado para comprobar como el viento o las vibraciones afectan a las partículas marcianas.

Muestra de suelo marciano en la bandeja. El viento y las vibraciones han movido la muestra hacia la izquierda (NASA/JPL).

En sol 74 (20 de octubre), el láser de ChemCam fue disparado un total de 30 veces contra la arena que rodea a Curiosity, creando un pequeño orificio de 3 mm bautizado como Crestaurum.

Orificio creado por el láser ChemCam en el objetivo Crestarum (NASA/JPL).

Durante sol 82 (29 de octubre), Curiosity tomó imágenes con el instrumento MAHLI de las rocas Burwash y Et-Then, respectivamente, situadas junto al rover.

Rocas Et-Then (arriba) y Burwash vistas por MAHLI (NASA/JPL).

Las ruedas de Curiosity en Glenelg (NASA/JPL).

Rocas en Rocknest (The Gale Gazette).

Está claro que a Curiosity aún le queda mucho por descubrir en Glenelg. Permanezcan atentos. 

Vota por Eureka en los Premios Bitácoras 2012: