La misión ANSER de España, compuesta por tres CubeSats, está lista para volar en el próximo lanzador Vega de Europa, y lo harán en órbita de una manera que nos recuerda a un grupo de aves. Mantendrán una formación siguiendo a su líder y, de manera similar, estos tres satélites del tamaño de una caja de zapatos capturarán imágenes de las aguas ibéricas como si fueran una sola misión del tamaño estándar. Además, desplegarán solapas con forma de alas para mantener sus posiciones relativas, aprovechando la tenue corriente de aire en la parte superior de la atmósfera terrestre.
El proyecto ANSER, que significa «Advanced Nanosatellite Systems for Earth-observation Research» (Sistemas Avanzados de Nanosatélites para la Observación de la Tierra), es un conjunto de tres CubeSats que trabajarán juntos en estrecha proximidad, simulando ser un solo satélite. Esta misión está programada para ser lanzada en el próximo vuelo de Vega de Europa, el VV23, y es llevada a cabo por el INTA, el Instituto Español de Tecnología Aeroespacial.
Santiago Rodríguez Bustabad, encargado de la misión, explica que «ANSER es también el nombre en latín del ganso salvaje, un buen ejemplo de aves que vuelan en formación, adoptando un protocolo de líder-seguidor, que es lo que nuestra misión está emulando».
Estos tres CubeSats de tres unidades orbitarán a una altitud de aproximadamente 500 kilómetros, manteniendo una formación óptima con una distancia de unos 10 kilómetros entre ellos. Sin embargo, no cuentan con sistemas de propulsión a bordo. En su lugar, controlan sus posiciones relativas desplegando un conjunto de solapas contra la mínima cantidad de aire en la parte superior de la atmósfera. Estas solapas multiplicarán su envergadura seis veces, lo que les permitirá arrastrarse hacia abajo o elevarse hacia arriba y hacia los lados.
«Un algoritmo especialmente desarrollado se utilizará para planificar estas maniobras de ‘Differential Lift and Drag’ en tierra para su envío por telemando a los satélites. Aumentar el efecto de arrastre permite crear movimientos relativos significativos a lo largo de la trayectoria, mientras que el efecto de sustentación más ligero puede producir pequeños desplazamientos en cruz», añade Rodríguez.
Uno de los CubeSats actúa como líder, encargándose de la comunicación con la Tierra y conectado a los otros a través de enlaces entre satélites. También liderará las observaciones conjuntas del principal objetivo de ANSER: la calidad de los lagos y embalses ibéricos continentales, así como cuerpos de agua comparables en todo el mundo.
«El espectrógrafo hiperspectral de ANSER, llamado CINCLUS, en honor a otra especie de ave, es una carga distribuida en los tres CubeSats. El satélite líder cuenta con cámaras pancromáticas para detectar nubes y prevalidar la utilidad de las imágenes hiperespectrales antes de su procesamiento en tierra. Los dos satélites seguidores albergan cámaras hiperespectrales miniaturizadas que incorporan microespectrómetros», continúa el responsable.
Estos cuatro espectrómetros cubren la región visible al infrarrojo cercano, respaldados por la cámara pancromática, lo que proporciona una resolución espacial de 60 metros y ofrece información sobre el contenido suspendido en los cuerpos de agua, incluyendo sus niveles de contaminación o la presencia de microorganismos tóxicos como floraciones de fitoplancton perjudiciales.
Rodríguez señala que «en los últimos años, los CubeSats y nanosatélites de menos de 10 kilogramos se han transformado de herramientas educativas en valiosas naves espaciales para muchos sectores comerciales y gubernamentales, gracias a sus cortos tiempos de desarrollo, rápida incorporación de nuevos componentes y sensores miniaturizados, menores costos, incluidos los costos de lanzamiento, y una funcionalidad mejorada.
«Pero lograr un rendimiento operativo puede ser un desafío para estos pequeños satélites debido a sus limitaciones en cuanto a energía disponible, cobertura terrestre, resolución y tiempos de revisita, entre otros. El uso de componentes comerciales y piezas no calificadas para el espacio agrega un riesgo adicional. Por lo tanto, para tener una verdadera posibilidad de llevar a cabo una misión de observación de la Tierra operativa, estamos apostando por sistemas distribuidos en forma de agrupaciones y constelaciones, junto con la miniaturización», explica el encargado de la misión.
Equipo de ANSER
Sin sistemas de propulsión a bordo, la vida operativa de un conjunto ANSER estará limitada a dos o tres años, dependiendo de su altitud inicial. Sin embargo, el enfoque de plataforma fraccionada significa que esto es más una fortaleza que una debilidad, ya que los CubeSats de reemplazo pueden agregarse al conjunto regularmente, lo que ofrece la oportunidad de realizar actualizaciones de hardware en órbita.
Rodríguez explica que «con el tiempo, todos los CubeSats individuales serán desorbitados, pero serán reemplazados en el ínterin por versiones más actualizadas, de modo que la misión general pueda continuar sin interrupciones».
ANSER está programado para volar en el Servicio de Misiones de Pequeñas Naves Espaciales de Vega, un servicio de lanzamiento compartido para pequeños satélites, asegurando su lugar a través del programa de Demostración en Órbita/Validación en Órbita de la Comisión Europea.
Gestionado en nombre de la Comisión por la Unidad de Plataformas de Satélites Pequeños de la ESA, este programa permite la prueba orbital temprana de nuevas tecnologías para hacer que el sector espacial europeo sea más competitivo.
«ANSER ha sido desarrollado con financiación interna del INTA, pero una de las fortalezas más importantes que ha respaldado nuestro proyecto durante los últimos cuatro años de trabajo ha sido su selección para el vuelo, después de una competencia abierta con otras propuestas europeas, a través del programa IOD/IOV. Con este apoyo, ANSER pudo superar diversas dificultades, incluidos problemas financieros y el impacto de la pandemia del Covid, sin perder de vista su principal objetivo de demostración en órbita», explica el responsable.
El lanzamiento del vuelo VV23 de Vega está programado para la próxima semana desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. Además de sus cargas principales de satélites, transportará múltiples CubeSats, incluyendo la misión PRETTY de la ESA que investiga la navegación satelital reflejada para la monitorización ambiental, el CubeSat Proba-V Companion que prueba el rendimiento de un espectrógrafo ya utilizado en un CubeSat y otros CubeSats de la iniciativa IOD/IOV.
