CosmoCaixa acoge un ciclo de conferencias sobre los avances tecnológicos que permiten la conquista del espacio

Coincidiendo con la Presidencia de Madrid de la Comunidad de Ciudades Ariane, asociación europea de municipios conectados con el transporte espacial europeo, CosmoCaixa, el Museo de la Ciencia de la Obra Social “la Caixa” en Madrid (Alcobendas) organiza del 4 de mayo al 1 de junio el ciclo de conferencias "De la Tierra al espacio. La tecnología de las últimas fronteras".

Se trata de un ciclo de cinco sesiones coordinado por Gonzalo Galipienso, presidente de ProEspacio, en el que expertos de algunas de las empresas aeroespaciales más implicadas en la ampliación de las fronteras reflexionarán de un modo científico, lúdico y divulgativo sobre los avances tecnológicos actuales y futuros que hacen posible la conquista del espacio: desde las misiones científicas a la vida fuera de la Tierra, de los satélites a las naves interplanetarias, entre otros muchos aspectos.

MARTES, 11 DE MAYO.

Las Misiones Científicas en el Espacio

La Ciencia surgió de la manifiesta necesidad del ser humano de entender el origen del mundo, la vida y, en último extremo, la consciencia. Entender como funciona el mundo a cualquier escala imaginable presenta un vasto escenario para la observación científica.

Con los avances tecnológicos, pronto se observó que tanto para estudiar el espacio desde la tierra como para analizar ciertos fenómenos terrestres, resultaba mucho mejor si las observaciones se realizan desde el espacio. Un ejemplo claro es la observación del Universo en el rango del ultravioleta, fuertemente limitada por la atmósfera. Las ventajas de la observación desde el espacio son muchas: estabilidad, ausencia de interferencias, capacidad de realizar observaciones periódicas y amplios barridos espaciales, etc. Entre los inconvenientes está la dificultad de asegurar la robustez de la instrumentación embarcada en un satélite, que debe ser capaz de sobrevivir al lanzamiento y funcionar en condiciones térmicas extremas y en el vacío.

Desde que comenzó la carrera espacial (con objetivos más militares que científicos) hasta hoy, las misiones espaciales de carácter científico se han multiplicado y diversificado.

Actualmente hay muchos satélites en órbita realizando observaciones de carácter científico. La complejidad de los instrumentos científicos junto a las exigencias derivadas de su embarque en un satélite, hace que las misiones espaciales tarden años en gestarse y exijan un gran esfuerzo tecnológico. Entre ellas se puede destacar el conocidísimo telescopio espacial Hubble (cuya misión es la observación estelar en el rango del visible y que ya ha proporcionado imágenes espectaculares), el satélite GOCE (dedicado a la caracterización y medida de la gravedad terrestre) o la misión Cluster (de observación del impacto del viento solar en la tierra).

Mientras estos satélites funcionan, las agencias espaciales internacionales no dejan de trabajar; alguna de las misiones futuras, a corto y medio plazo, son el James Webb Space Telescope (JWST, continuación de la misión Hubble que observará en infrarrojo buscando las primeras formaciones de estrellas y galaxias), LISA (una nueva ventana de observación del universo: las ondas gravitacionales emitidas por objetos binarios muy masivos -agujeros negros, galaxias,...) Darwin (búsqueda de vida en planetas como la Tierra orbitando en estrellas como el Sol) o la Estación Lunar (un observatorio en la cara oculta de la Luna que asegure la ausencia de interferencias de otros satélites y de la Tierra).

Isabel Cabeza, responsable del telescopio del satélite INGENIO, EADS-CASA Espacio

MARTES 18 DE MAYO
Los satélites de Telecomunicación y las constelaciones de Navegación

Los satélites de comunicaciones han alcanzado un nivel de madurez elevado, tras 45 años del lanzamiento del primer satélite comercial EARLY BIRD. Los primeros satélites tenían capacidades de comunicación que hoy consideraríamos modestas: 150 canales telefónicos y 2 canales de televisión, todos ellos analógicos.

Los centenares de satélites de comunicaciones que hoy orbitan la Tierra, empezaron con la idea que el visionario científico Arthur C. Clarke llevó a una revista científica británica en 1945: situar un repetidor de señales de radio en una órbita circular a 36.000 Km. sobre el ecuador de la Tierra, y moviéndose a la misma velocidad angular, describiendo así una órbita cada 24 horas. Es el concepto de satélite geoestacionario, es decir, un satélite que visto desde tierra aparece como un punto fijo en el cielo. Materializar esta idea necesitó casi 20 años, hasta el momento en que las tecnologías necesarias estuvieron disponibles.

De los satélites de comunicaciones recibimos actualmente miles de canales de televisión, nos conectan a Internet en territorios inhóspitos, permiten participar en cursos de formación de universidades remotas, o conectan nuestro ordenador portátil al mundo desde un tren desplazándose a 300 km/h. Los satélites de comunicaciones junto con los satélites de Observación de la tierra (LANDSAT, METEOSAT, SPOT...) y los de Navegación y Posicionamiento (GPS, GALILEO, GLONASS...), es la aplicación comercial del espacio que más repercusión está teniendo en la vida diaria de los ciudadanos, transmitiendo la idea de comunicación global, además de constituir un sector comercial pujante y en expansión.

Lo que hoy en día nos parece sencillo tras haber integrado el satélite en nuestras vidas (en muchos casos sin ser conscientes de ello) se debe al esfuerzo de miles de personas (técnicos, ingenieros, físicos, informáticos...) que han tenido que resolver los retos que se planteaban en cada momento. Ubicar satélites de comunicaciones en órbita, en un medio hostil como es el espacio (vacio, radiación, variaciones de temperatura...), lograr que funcionen de forma ininterrumpida durante años y que, además, sea un negocio rentable no es una labor fácil. Los problemas en el espacio son los mismos que al inicio de esta aventura de los satélites, pero las soluciones tecnológicas han evolucionado para lograr que los satélites de comunicaciones hayan multiplicado por 20 su capacidad, su potencia eléctrica por 30 y su vida útil en órbita por 5.

Los satélites son máquinas complejas que agrupan en un espacio reducido tecnologías muy diversas como son la propulsión, la energía solar y su almacenamiento, control orbital, electrónica de alta fiabilidad, estructuras ..., todas ellas al servicio de las telecomunicaciones, y de las necesidades que día a día aparecen en la Sociedad de la Información Global en la que vivimos.

Pedro Molinero, director de Hispasat Canarias
Juan Manuel barrero, director de Galileo Sistemas y Servicios

MARTES 25 DE MAYO
Las Naves Interplanetarias y la Vida en el Espacio

Las misiones espaciales interplanetarias son fundamentalmente de carácter científico, para la exploración del Sistema Solar, y la mejora de nuestro conocimiento sobre el mismo. Este tipo de misiones han estado presentes desde los comienzos de la carrera espacial, con misiones por parte de la antigua Unión Soviética y EEUU, a la que posteriormente se incorporaron misiones de la ESA y Japón, y recientemente de otros países como India y China.

Las misiones interplanetarias responden a una gran variedad de tipos: desde misiones de “fly-by” de cuerpos del sistema solar; misiones de orbitadores alrededor de cuerpos como Venus, Marte, el Sol, la Luna; misiones para traer a la Tierra muestras de distintos cuerpos celestes como cometas, asteroides; misiones de “rovers” a Marte; hasta sondas lanzadas para posarse en superficie de Marte o Titan.

Como su nombre indica, las misiones interplanetarias, se caracterizan por seguir unas trayectorias complejas, desde su salida del campo gravitatorio terrestre, con trayectorias hiperbólicas, pasando por arcos heliocéntricos entre “fly-bys” de planetas, así como trayectorias asistidas por gravedad (“fly-bys”) alrededor de planetas o cuerpos, lo que hacen que sean generalmente misiones largas en el tiempo. Por ejemplo, la misión Rosetta de la ESA, cuyo objetivo es posarse y analizar el núcleo de un cometa, se lanzó en Febrero de 2004, y llegará a la vecindad del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, en Mayo de 2014, después de un viaje de más de 10 años que incluye tres “fly-bys” a la Tierra, uno a Marte y otro a asteroides del cinturón.

Estos plazos tan largos confieren a estas misiones un carácter especial, donde hay períodos cortos de tiempo de gran actividad (ej. “fly-bys”), y largos períodos de inactividad, donde por consideraciones de ahorro de energía, las naves espaciales se encuentran en estado de hibernación, con la gran mayoría de dispositivos electrónicos desconectados, a excepción de los sistemas de comunicaciones, decodificación de comandos y el sistema de potencia.

Estas misiones también se caracterizan por una complejidad en las comunicaciones entre el segmento de tierra, y las naves espaciales, debidos a la gran distancia existente (ej. más de 1.000 millones de kilómetros), que provocan retrasos importantes entre la emisión de la señal y su recepción, así como la necesidad de que las comunicaciones tengan que ser muy direccionales, necesitando sistemas de apuntamiento y calibración de las antenas en tierra muy precisos. Las comunicaciones se realizan a través de Estaciones de Espacio Profundo, con antenas por ejemplo de 26, 34 y 70 metros de diámetro.

Las misiones interplanetarias serán la epopeya del siglo XXI, que nos permitirán profundizar en nuestro deseo de conocimiento sobre el sistema solar, que responderá a nuestra necesidad humana de explorar nuevos mundos, y nos permitirá empezar la colonización de este nuevo mundo, con proyectos para misiones tripuladas y bases permanentes tanto en la luna, como Marte.

Ismael López, director de Deimos-Space
Miguel Belló, director del grupo Deimos

MARTES 1 DE JUNIO
El control de los satélites desde la Tierra

Son bien conocidos muchos aspectos de los programas espaciales, en buena medida por su espectacularidad: lanzamientos, retransmisiones desde la estación espacial internacional, "paseos" espaciales e imágenes de la Tierra o del Universo obtenidas desde satélite. Normalmente no nos damos cuenta pero, para que todas estas maravillas funcionen, son necesarios complejos sistemas en Tierra que garanticen la comunicación y control de los satélites y su explotación, sean satélites de telecomunicaciones, de observación de la Tierra o de exploración del universo, sistemas robotizados de experimentación en el entorno espacial o vuelos tripulados.

A lo largo de la conferencia se presentará lo que genéricamente se denomina el “segmento terreno” de los programas espaciales. Se incidirá en los elementos necesarios para el control y explotación de los diferentes tipos de misiones: desde las sondas y vehículos que adquieren datos de los planetas del sistema solar o las misiones en órbita terrestre, hasta los sistemas operacionales que son imprescindibles para nuestra vida cotidiana, aportando comunicaciones, posicionamiento y observaciones meteorológicas sin los que nuestra sociedad no podría funcionar.

España cuenta con varias instalaciones singulares de segmento terreno, por las que se hará un recorrido: el centro de comunicaciones espaciales de espacio lejano de NASA, situado en Robledo de Chavela, cuyas espectaculares antenas permiten la comunicación con vehículos espaciales situados en los límites del sistema solar; el Centro Espacial de Canarias, ubicado en Maspalomas, que presta servicio a varias agencias espaciales nacionales e internacionales; las instalaciones en Madrid y Ávila de la Agencia Europea del Espacio, así como otros centros en España y Europa.

Ignacio Tourné, director de Desarrollo de Negocio en INSA