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Piezoelectric Assisted Smart Satellite Structure

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Estructuras inteligentes para nanosatélites accionados

Los satélites pequeños son más que una tendencia pasajera. De aquí a diez años este mercado habrá adquirido un valor de treinta mil millones de dólares, y los agentes del sector se afanan ya por crear componentes cada vez más ligeros, baratos e inteligentes. Un consorcio dirigido por TNO pretende hacer su contribución con una serie de «estructuras inteligentes».

Espacio

En el eje de la iniciativa PEASSS se encuentran los dispositivos piezoeléctricos; un mercado en auge y que aporta tecnologías para aplicaciones tan cotidianas como teléfonos inteligentes, inyectores de combustible, sistemas de soldadura ultrasónica, escáneres de ultrasonidos o sónares de comunicación subacuática. Sin embargo, las ventajas de estos dispositivos ligeros, compactos y precisos aún no se han explotado comercialmente en el ámbito espacial. Las «estructuras inteligentes» diseñadas por el equipo incluyen una estructura y un mecanismo de apunte con activación piezoeléctrica, un generador de electricidad, sensores de fibra óptica y componentes electrónicos innovadores. Según el coordinador del proyecto, Matthew Maniscalco, y su equipo, estas estructuras inteligentes pueden aportar una mayor precisión y estabilidad a prácticamente todas las plataformas de observación de la Tierra, lo que consolidaría a Europa a la cabeza de la investigación espacial. La principal aplicación de estas tecnologías no es otra que los CubeSats, una generación de satélites del tamaño de un cartón de leche que suelen utilizarse para recabar datos sobre la superficie terrestre y la atmósfera. «La mayor precisión de apunte y la capacidad de reducir el ruido mecánico pueden mejorar todo tipo de observaciones. Representan además un avance en los sistemas alternativos de generación de electricidad en el espacio, lo que a su vez facilita el desarrollo de redes de sensores distribuidos y otras tecnologías espaciales de última generación», afirmó Maniscalco. El 15 de febrero de 2017, tras cuatro años de investigación, el consorcio lanzó con éxito su propio CubeSat, integrado por un generador piroeléctrico y una estructura inteligente. El principal objetivo del proyecto era demostrar la capacidad de este artefacto para modificar el ángulo de inclinación de los sensores. Debido a las temperaturas extremas a las que están sometidos en el espacio, los satélites pueden deformarse, lo que afecta a las mediciones que realizan sus equipos. El CubeSat de PEASSS puede realizar mediciones de dicha deformación mediante sensores de fibra óptica y enviarlas a la Tierra para corregir los ángulos de los sensores gracias a actuadores piezoeléctricos. «Los socios industriales del consorcio están muy satisfechos con la funcionalidad del satélite en el espacio», afirmó Maniscalco. Tienen motivos para estar satisfechos: siete meses después del lanzamiento, el satélite sigue perfectamente operativo, lo que demuestra que la tecnología que incorpora funciona y abre las puertas a al menos trece aplicaciones comerciales en los próximos cuatro años. Entre dichas aplicaciones se cuentan generadores piroeléctricos para uso espacial, un avanzado dispositivo de bloqueo, innovadores sistemas de alimentación para nanosatélites, mediciones de temperaturas criogénicas de los depósitos de combustible, instrumentos ópticos miniaturizados, una nueva interfaz de comunicación entre plataforma y carga útil, etc. «La industria europea se beneficiará de nuestra investigación en tres planos. En primer lugar, tendrá a su disposición tecnologías de apunte más preciso para los instrumentos. Por otra parte, las aplicaciones podrán desarrollarse en menos tiempo y los satélites construirse con un coste menor. Por último, las estructuras inteligentes podrán aplicarse en otros sectores, como los de la automoción o la aviación», declaró Maniscalco. Estos avances permitirán, por ejemplo, reducir el ruido y el desgaste asociado de los componentes de los aviones del futuro. Aunque sigue en curso el programa de pruebas del CubeSat de PEASSS, TNO ya ha iniciado el desarrollo de nuevos instrumentos para satélites de grandes y pequeñas dimensiones. Nos referimos a un espectrómetro espacial compacto, un generador de imágenes espectrales para satélites pequeños, un instrumento de malla reticular de Braggs de fibra para controlar los depósitos de combustible de las aeronaves y un sistema de fabricación aditiva en el espacio también para satélites pequeños.

Palabras clave

PEASSS, satélite pequeño, nanosatélite, CubeSat, estructura inteligente, piezoeléctrico, sensores, fibra óptica, actuador, observación de la Tierra, precisión de apunte, ángulo de inclinación, generador piroeléctrico

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