En la cámara de prueba de antena Hertz de la ESA se han realizado las pruebas preparatorias para la primera misión espacial de Irlanda, EIRSAT-1 (Educational Satellite Research Satellite), el satélite que está siendo construido por estudiantes y personal de University College Dublin, que participan en el programa ¡Vuela tu satélite de ESA Education!
Con solo 22 x 10 x 10 cm, la miniatura EIRSAT-1 es más pequeña que una caja de zapatos, pero sigue siendo equivalente en complejidad a una misión espacial estándar.
Normalmente, el equipo de estudiantes de EIRSAT-1 se habría unido a la campaña de prueba presencial, pero las restricciones actuales de Covid-19 lo hicieron imposible. En cambio, el equipo entregó su Módulo de Implementación de Antenas (ADM) más una maqueta del cuerpo del satélite, junto con procedimientos detallados de preparación de pruebas.
“Muy a menudo, cuando el rendimiento de la antena se evalúa de forma independiente, los resultados no son necesariamente representativos”, explica Peter de Maagt, que lidera la sección de Antenas y Sub-mm de ondas de la ESA. “El cuerpo de un satélite puede tener un impacto enorme, por lo que es realmente importante verificar el rendimiento de la antena de esta manera”.
La zona de prueba de antena y radio frecuencia híbrida europea con paredes metálicas de la ESA en el centro técnico ESTEC de la Agencia en los Países Bajos, desconectada de todas las influencias externas para las pruebas de radio.
La naturaleza híbrida de Hertz lo hace único: la instalación puede evaluar las señales de radio de las antenas sobre una base local de ‘campo cercano’ o como si la señal hubiera cruzado miles de kilómetros de espacio, lo que le permite servir a todo tipo de satélites y sistemas de antenas.
“Pensamos que era importante tener algunas cargas científicas ambiciosas, más allá de simplemente lograr un satélite en funcionamiento”, dice David Murphy, ingeniero de sistemas para el proyecto. “Por ello, EIRSAT-1 lleva un detector avanzado de rayos gamma”.
Desarrollado a través de un proyecto financiado por la ESA, este ‘Módulo de rayos gamma’ de GMOD detecta explosiones de rayos gamma desde el espacio profundo, así como ‘destellos gamma terrestres’ que se originan en la atmósfera, vinculados a los rayos.
“Los detectores de rayos gamma estándar todavía se basan en tubos de vacío; en comparación, el GMOD compacto basado en silicio es el equivalente a actualizar de un CRT a un televisor de pantalla plana “.
La misión también llevará recubrimientos protectores de óxido desarrollados por la compañía irlandesa Enbio , que ya se embarcó en la nave espacial Solar Orbiter de monitoreo solar de la ESA .
“Estos recubrimientos en blanco y negro ya han sido probados para el espacio profundo”, explica Murphy, “pero EIRSAT-1 reunirá los primeros datos sobre su efectividad en el entorno de órbita terrestre baja, incluida la exposición al oxígeno atómico altamente erosivo “.
La tercera carga útil de EIRSAT-1 está completamente basada en software: un novedoso algoritmo de ‘control basado en ondas’ para operar los magnetotransmisores del nanosatelital, utilizado para controlar la actitud (o dirección de puntería) del EIRSAT-1 al reaccionar con el campo magnético de la Tierra.
El ingeniero jefe de EIRSAT-1, Joe Thompson, comenta: “Este algoritmo promete un mejor rendimiento en comparación con las alternativas tradicionales, que posteriormente podrían aplicarse para manipular estructuras orbitales grandes y flexibles”.
El equipo EIRSAT-1 también desarrolló su propio ADM altamente compacto para el despliegue de antenas. Esto despliega antenas VHF y UHF desde una estructura de solo 7 mm de altura, colocada en un extremo del nanosatelital utilizando un simple mecanismo de liberación de ‘cable quemado’.
“El módulo se comportó bien en escenarios de lanzamiento experimentales durante sus pruebas de vibración y vacío térmico”, señala Rakhi Rajagopal, que trabaja en las pruebas de ADM.
Lána Salmon, parte del equipo de comunicaciones EIRSAT-1, agrega que “habiendo estudiado previamente el desempeño del ADM, tanto en exteriores como en pequeñas cámaras anecoicas, esta campaña de prueba es un próximo paso crucial que permite el estudio del ADM, con un estructura representativa, en una cámara construida para realizar mediciones precisas del rendimiento de la antena de satélite “.
El ingeniero de antenas de la ESA, Alfredo Catalani, fue la persona que siguió los procedimientos del equipo: “Las antenas necesitaban sintonizarse a frecuencias muy precisas, cortándolas a su longitud final. Debido a que las antenas están hechas para funcionar en ingravidez, vienen con soportes para extenderse de manera segura en la gravedad de la Tierra, hechas de plástico para evitar cualquier posible interferencia de radio, por la misma razón que un soporte de madera mantiene el satélite simulado en su lugar. Del mismo modo, también utilizamos un transductor óptico para alimentar las señales de RF a las antenas, en lugar de un conector de metal “.
Las cargas individuales de EIRSAT-1 ya han sido calificadas para espacio en el Centro de Apoyo CubeSat de ESA Education en el centro ESEC-Galaxia en Transinne en Bélgica. Como siguiente paso, se probará un prototipo de ‘Modelo de calificación’ a finales de este año, con un modelo de vuelo que se seguirá a finales de año, antes de una entrega prevista a la ESA en la primera mitad de 2021.
