ESA – A fall of CubeSats

Cuatro CubeSats pioneros de la tecnología de la ESA reingresaron a la atmósfera de la Tierra en los últimos meses. Cada una tenía sólo el tamaño de una caja de zapatos o menos, pero a pesar de sus diminutas dimensiones, las misiones dejaron un legado enorme en términos de demostración de tecnología espacial innovadora, desarrollo de capacidad industrial y retorno de datos científicos.

“Las fases de demostración en órbita de estas misiones de la ESA ya se habían completado”, explica Roger Walker, director de Technology CubeSats de la ESA. “Sin embargo, las compañías que los supervisan continuaron operando después de la conclusión de nuestra participación, acumulando experiencia de vuelo adicional hasta el final, hasta su reingreso”.

Los CubeSats son pequeños satélites de bajo coste construidos a partir de cajas estandarizadas de 10 cm. Desarrolladas originalmente para usos educativos, estas plataformas de alta capacidad encuentran cada vez más usos operativos. La Dirección de Tecnología, Ingeniería y Calidad de la ESA los emplea para proporcionar al sector espacial europeo demostraciones tempranas de vuelos de innovaciones prometedoras, que normalmente tienen como objetivo objetivos científicos o de observación de la Tierra al mismo tiempo.

Los CubeSats habían sido desplegados intencionalmente en altitudes lo suficientemente bajas como para que sus órbitas decayeran naturalmente con el tiempo, cumpliendo con las regulaciones sobre desechos espaciales de la ESA.

SIMBA siguió el Sol

Desarrollado para la ESA por un consorcio liderado por Bélgica, el CubeSat SIMBA (Sun-earth IMBAlance), que se lanzó en septiembre de 2020 y volvió a entrar el 14 de agosto, aprovechó un sistema de control y determinación de actitud de alta precisión basado en una cámara experimental de seguimiento de estrellas y una reacción. ruedas.

Esto permitió que el principal instrumento radiómetro de SIMBA realizara mediciones de la irradiancia solar total (cuánta energía solar recibe la Tierra del Sol) y cuánta se irradia de regreso, para determinar el presupuesto de radiación de la Tierra, una variable vital para los estudios climáticos.

“Instalar un radiómetro a bordo de un satélite tan pequeño resultó todo un desafío”, recuerda Stijn Nevens, del Real Instituto Meteorológico de Bélgica, investigador principal de la misión. “Tuvimos que omitir algunas de las características de los radiómetros convencionales, lo que requirió trabajo adicional en la etapa de procesamiento de datos, pero aprendimos mucho. Para mí, este ha sido un camino largo y sinuoso: ¡se siente raro no tener SIMBA en el cielo! ”

Tjorven Delabie, de la nueva empresa ArcSec Space con sede en Bélgica, derivada de KU Leuven, añade: “Nuestra empresa derivada probablemente no estaría aquí si no fuera por la misión SIMBA. Se necesitó un algoritmo starttracker que anteriormente era en gran medida un esfuerzo académico y demostró que nuestro enfoque funcionaba de verdad en el espacio, dando mucha tracción en el mercado.

“Hasta ahora hemos vendido más de cien startrackers en todo el mundo y estamos siguiendo con ruedas de reacción y, en última instancia, un ADCS completo para CubeSats. Dado que SIMBA es una parte tan importante de nuestra historia, recibir el correo electrónico que había vuelto a ingresar Fue un momento un poco triste, casi como si alguien hubiera muerto, pero estamos involucrados en la misión de seguimiento CubeSpec de la ESA”.

RadCube monitoreó los impactos del clima espacial en la magnetosfera de la Tierra

Seis días después, SIMBA fue seguida de su reentrada en la atmósfera por la misión RadCube de Hungría, Polonia y el Reino Unido, encargada de estudiar el clima espacial.

Equipado con magnetómetros miniaturizados para registrar las perturbaciones del campo magnético de la Tierra, así como un detector de radiación espacial, el CubeSat lanzado en agosto de 2021 estaba en el lugar correcto en el momento correcto cuando el Sol entró en su pico de actividad de 11 años, brindando llegar a detectar numerosas tormentas solares y auroras terrestres activas.

Y los magnetómetros MAGIC de RadCube, basados ​​en sensores ‘magnetorresistivos’ de venta libre que normalmente se usan en discos duros de computadoras o teléfonos inteligentes, volverán a volar en un CubeSat de seguimiento de la ESA llamado HENON, que se aventurará más allá de la Tierra hacia el espacio profundo para estudiar el clima espacial. . Los mismos sensores MAGIC también están destinados a formar parte de una “estación meteorológica espacial” para el portal lunar en órbita alrededor de la Luna, el European Radiation Sensors Array.

“RadCube ha sido una oportunidad tremendamente valiosa, que nos ha permitido demostrar las capacidades de MAGIC”, explica Jonathan Eastwood del Imperial College London.

“Para empezar, validamos con éxito el rendimiento del instrumento y demostramos que estos sensores, un orden de magnitud más pequeños y más eficientes energéticamente que los utilizados para misiones científicas típicas, aún podrían cumplir los requisitos necesarios para el monitoreo del clima espacial de las perturbaciones del campo magnético en bajas temperaturas. Órbita terrestre.

“La guinda del pastel fue RadCube operando durante la intensa tormenta geomagnética de mayo de 2024, la más fuerte en 20 años. Esto demuestra que los instrumentos basados ​​en la tecnología de MAGIC pueden contribuir a los objetivos de monitoreo de seguridad espacial de la ESA. Estamos muy entusiasmados de poder contribuir aún más Instrumentos MAGIC para los proyectos ERSA y HENON de la ESA”.

Análisis de rayos X de Sunstorm del Sol en erupción

El 5 de septiembre tuvo lugar el reingreso de Sunstorm, fabricado por un consorcio liderado por finlandeses y volado en el mismo lanzador que RadCube. Albergó un nuevo tipo de espectrómetro de rayos X solar para caracterizar los fuertes pulsos de rayos X que acompañan a las eyecciones de masa coronal: erupciones masivas de muchos millones de toneladas de material de la superficie del Sol, que a su vez dan origen a tormentas solares con potencial para impactar a los satélites en el espacio, así como a la infraestructura terrestre de energía y comunicaciones.

Con su tecnología básica probada en el espacio, una versión operativa de tamaño completo del instrumento XFM-CS (Monitor de flujo de rayos X para CubeSats) de Sunstorm volará en el satélite Space Weather Next L1 de la NOAA de EE. UU. en 2029.

Formación volando criptografía comercializada GOMX-4B

El reingreso más reciente del Technology CubeSat tuvo lugar el 9 de octubre, marcando el final del GOMX-4B CubeSat de la ESA desarrollado por GOMSpace en Dinamarca. Volados conjuntamente con el GOMX-4A del Ministerio de Defensa danés en febrero de 2018, la pareja demostró vuelos en formación basados ​​en propulsores de gas frío e intercambio de datos a través de enlaces entre satélites. GomX-4B también acogió el generador de imágenes hiperespectrales HyperScout para la observación de la Tierra, proporcionado por Cosine Remote Sensing en los Países Bajos.

“La misión GomX-4B jugó un papel fundamental en la demostración de las capacidades del generador de imágenes hipersectral coseno HyperScout, mostrando su potencial por primera vez”, comenta el director general de coseno, Marco Esposito.

Las versiones de seguimiento de HyperScout volaron en la misión de Sistemas Federados de Satélites de Observación de la Tierra (FSSCat) de la ESA y en la misión de asteroides Hera, mientras que el Juventas CubeSat de Hera incorporó una evolución de los propulsores de gas frío de GomX-4B de GOMSpace Suecia.

En la fase de misión ampliada, GOMX-4B también pudo realizar varias demostraciones inicialmente no planificadas reconfigurando su software y sus radios en órbita. Esto incluyó la primera demostración de comunicaciones de Internet de las cosas 5G desde un nanosatélite con OQTECH de Luxemburgo y las primeras transacciones de criptomonedas realizadas en el espacio con JP Morgan.

“La misión GOMX-4 es ahora una parte importante de nuestro legado, y los productos, capacidades y confiabilidad demostrados a través de esta misión continúan siendo un activo importante para generar confianza con los clientes actuales y futuros”, dice Lars Krogh Alminde, cofundador. y vicepresidente de estrategia y desarrollo empresarial.

Se está desarrollando una misión de seguimiento dedicada, GOMX-5.

Los CubeSats tecnológicos de la ESA

La ESA apoya a los CubeSats tecnológicos a través del elemento ‘Fly’ de su Programa General de Tecnología de Apoyo, y hay muchos más en preparación. Además de HENON, CubeSpec y GOMX-5, cuyo lanzamiento está previsto para 2026, otras misiones incluyen GENA-OT del próximo año, que probará una nueva plataforma 16U de OroraTech y realizará numerosos experimentos tecnológicos. Mientras tanto, el PRETTY CubeSat de la ESA para pruebas de reflectometría de navegación por satélite continúa funcionando en órbita.

“Estas pequeñas misiones son como peldaños hacia el futuro, ya que demuestran tecnologías y enfoques de misión prometedores de manera rentable”, añade Roger. “Trabajamos con las empresas implementadoras en la demostración en órbita, pero una vez que se realiza el trabajo, generalmente dentro de un año, son libres de continuar usando las misiones de manera experimental o comercial, adquiriendo experiencia de vuelo muy importante mucho más allá de lo esperado”. vida útil y maximizar el retorno general de la inversión durante varios años después”.

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