“Es el kilómetro cero”: el CITEDEF prepara el nanosatélite del Ejército que será lanzado por SpaceX

En los laboratorios del Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), también conocido como CITEFA, un equipo de ingenieros argentinos lleva años trabajando en un desafío hasta ahora inédito para el organismo: desarrollar y poner en órbita tecnología espacial destinada a la defensa nacional. El resultado es el primer nanosatélite para el Ejército Argentino, que ya completó su etapa de ensayos y aguarda su lanzamiento a bordo de un Falcon 9 de SpaceX.

El ETNS (Evaluador Tecnológico Satelital) no fue pensado como un satélite operativo de gran escala, sino como una plataforma de aprendizaje y validación tecnológica. El desafío es mucho más amplio que poner un artefacto en órbita: implica demostrar que el CITEDEF puede diseñar, construir, integrar y operar un sistema espacial propio, incorporando conocimientos y capacidades que, hasta ahora, no formaban parte de su trayectoria. Una experiencia que, según sus desarrolladores, podría convertirse en el punto de partida para nuevos proyectos destinados a las Fuerzas Armadas y otras aplicaciones de uso dual.

El dato: se espera que el nanosatélite, denominado ETNS, sea lanzado a fines del mes de octubre en la Misión Transponder 18 de SpaceX.

Los secretos y detalles del ETNS del CITEDEF

Para conocer los detalles de la iniciativa, DEF visitó las instalaciones del CITEDEF, en Villa Martelli, donde conversó con los ingenieros responsables del desarrollo: Carlos Longo, Alejandro Turel, Cristian Arrieta y Cristian Bruña, integrantes del equipo que llevó adelante el nanosatélite. El proyecto comenzó a tomar forma en 2016 gracias a una iniciativa del Ministerio de Defensa, a través del Programa de Investigación y Desarrollo para la Defensa (PIDDEF), y su lanzamiento está previsto para octubre de este año.

“El CITEDEF desarrolló un programa que funciona como contenedor de varios proyectos, entre los cuales está la misión del nanosatélite del Ejército. Paralelamente, la CONAE llevó adelante talleres a efectos de informar y coordinar actividades en relación con el plan espacial 2021-2023. Si bien la CONAE hace sus talleres satelitales, el programa del CITEDEF surge en forma independiente, con sus iniciativas”, cuenta el ingeniero Turel, al tiempo que enumera distintas iniciativas vinculadas al programa del ETNS: una estación terrena (para establecer comunicación con el satélite y obtener datos), un sistema de enlace a través de láser, un GPS liberado (que permitiría el funcionamiento del desarrollo después de superar determinada altura y temperatura), el satélite en sí (un proyecto de Carlos Longo) y el desarrollo de antenas (una iniciativa que surgió a través de una colaboración con la Universidad de Palermo y COPITEC). “Estamos en la etapa más jugosa”, agrega.

Junto a él, Cristian Arrieta detalla: “En la parte del nanosatélite, también intervino el Ejército Argentino. Fundamentalmente, la Dirección General de Comunicaciones, Informática y Ciberdefensa. Ellos, de hecho, financiaron la última etapa de la iniciativa”.

Lanzamiento con SpaceX: “Será enviado en un cohete Falcon 9”

Por supuesto, no fue fácil para el instituto llegar a donde está hoy: debieron especializarse en un área prácticamente ajena al CITEDEF. Por eso, los ingenieros participantes –en su mayoría, expertos en electrónica y aeronáutica– se capacitaron y se enfocaron en todo lo necesario para adquirir capacidades en la disciplina satelital.

“Es un sistema que hay que conocer. Por eso, la idea se fundó en arrancar con lo básico sabiendo que, llegado a un punto, el satélite debía ser puesto en órbita. Es decir, no queríamos que quedara como un simple desarrollo. La pandemia nos llevó a hacer un paréntesis y, luego, durante una visita, el Ejército conoció la iniciativa. La Fuerza estuvo de acuerdo en financiar el lanzamiento. Luego de eso, arrancó el segundo impulso que nos lleva hasta hoy”, relata Carlos Longo, quien también explica que, para ponerlo en órbita, debieron contratar un servicio de lanzamiento: una empresa radicada en España que cuenta con un deployer, una especie de contenedor que puede transportar distintos tipos de satélites del estándar CubeSat, que son los nanosatélites de 10 centímetros por 10 centímetros.

“Nuestra primera intención fue hacer un demostrador tecnológico y comprobar que podíamos pasar de un objeto tecnológico en tierra a ponerlo en órbita.
Con todo lo que eso incluye para lograr que llegue al espacio. Hubo que pasar una considerable cantidad de pruebas, no solo tecnológicas, sino también administrativas, como, por ejemplo, la obtención de permisos. Finalmente, con el lanzador propiamente dicho, que es SpaceX, será enviado en un cohete Falcon 9”, detalla el ingeniero Longo.

A su lado, el ingeniero Cristian Bruña aclara que la firma española se encarga de asegurar un espacio en el cohete. Además, adelanta que, si todo sale bien, el lanzamiento estaría previsto para fines de octubre. “Las expectativas son altas y la ansiedad también”, confiesan los ingenieros al hablar de la cuenta regresiva para el lanzamiento.

“La misión es modesta porque siempre se buscó comprobar el sistema y dominar la tecnología para, luego, ir a desarrollos más concretos”, dice Longo.

“Hay intención de poder llevar esto al resto de las Fuerzas. Hubo acercamientos buscando aprovechar ese know how adquirido para capitalizarlo y aprovecharlo en necesidades concretas que tienen como, por ejemplo, las comunicaciones. El CITEDEF no tenía historia previa con respecto a las actividades satelitales directas. Así que se logró avanzar en eso”, resume Turel.

“El CITEDEF es la parte científica del Ministerio de Defensa”

“Todo el esfuerzo tiene sentido en la medida en que siga. Tiene que haber transferencia de conocimiento. En eso estamos también”, aclara Arrieta, quien también puntualiza que existe ansiedad con respecto al lanzamiento del satélite, ya que ahí podrán ver los resultados de todo el trabajo realizado: “Poner un objeto en el espacio es difícil. El riesgo es permanente”.

Para los investigadores, “el CITEDEF es la parte científica del Ministerio de Defensa”: ellos avanzan con necesidades y requisitos puntuales de las Fuerzas Armadas y, en la medida en que se puede, desarrollan temas nuevos. “Argentina tiene tradición espacial, pero de grandes satélites”, sostienen, mientras aclaran que, en cuanto al nanosatélite, priorizaron confiabilidad ante sofisticación.

“El CITEDEF tiene dos áreas. La gerencia de Ciencias y la de Tecnología. Nosotros trabajamos con la de Ciencias en una etapa del programa, en la parte de comunicaciones ópticas. De hecho, hay una persona especializada en encriptación cuántica. Por eso, algunos de los proyectos del programa se enfocaron en avanzar en ese punto. También tiene otra pata relacionada con la interacción con el ecosistema científico”, dice Arrieta.

En esa línea, Bruña cuenta que se sienten orgullosos de poder trabajar en pos de los desarrollos tecnológicos para la defensa. “Es positivo poder hacer algo para las Fuerzas Armadas”, sostiene, no sin antes aclarar que las distintas iniciativas llevadas adelante son de naturaleza dual. Es decir, sirven tanto para el ámbito civil como para el militar. “Este es el kilómetro cero del desarrollo. De aquí en más, se va a empezar a abrir todo”, describe Turel.

Una misión en órbita baja para probar nuevas capacidades espaciales

¿Qué tipo de órbita va a utilizar? “Una Leo (Low Earth Orbit), que es baja, de entre 500 y 600 kilómetros, que tiene la particularidad de pasar por una zona a la misma hora. La órbita concreta va a ser determinada por el lanzador y cuando el deployer, nuestro proveedor de servicio, nos largue al espacio. Nuestro CUBESAT está diseñado para detectar si su movimiento en órbita es de tumbos bruscos o suaves, en base a eso corrige y se estabiliza. La idea es que las antenas queden enfocadas hacia el suelo. Luego, los datos son recibidos por la estación terrena y ello es accesible a quienes tienen los equipos necesarios; eso nos permite poder seguir al satélite cuando no pase por territorio argentino. Es decir, es por colaboración”, responde Longo. Asimismo, el experto cuenta que existe la posibilidad de cifrar los mensajes y que, justamente, esa dimensión es la que le compete a las Fuerzas Armadas.

Cabe destacar que se estima que la vida útil del nanosatélite rondará los dos años, aunque eso depende de varios factores.

Por otro lado, desde el CITEDEF, los expertos advierten que, en el desarrollo, se emplearon componentes de fácil adquisición en el mercado de la electrónica estándar o más común. “No tiene sentido subir a órbita algo oneroso desde el punto de vista comercial para que esté en órbita por unos pocos años. Estas tecnologías de CUBESAT emplean componentes COTS (productos comerciales listos para usar), que se encuentran habitualmente en los comercios de electrónica”, aclara Bruña, y explica que hay un desarrollo matemático previo vinculado a los movimientos del satélite y las comunicaciones, y otro relacionado con las aplicaciones que reciben y procesan los mensajes. O sea, una constelación de disciplinas que convergen en el CITEDEF: electrónica, algoritmos y software.

“El ecosistema de I+D debe ser proactivo y colaborativo. Por ejemplo, el satélite vive por su batería interna, pero, a su vez, esta debe ser alimentada por el sol. Entonces, en esa área, nos asistieron quienes diseñaron los paneles del Atenea”, resume.

La ingeniería detrás del ETNS: energía, datos y monitoreo desde la Tierra

Uno de los aspectos más destacados del satélite es su sistema de generación de energía y de transmisión de datos, dos elementos clave para garantizar su funcionamiento en órbita. El diseño incorpora tecnología de alta eficiencia para maximizar el aprovechamiento de la radiación solar y un esquema de comunicaciones que permite monitorear de forma permanente el estado del equipo desde distintas estaciones terrestres distribuidas en el mundo.

Los paneles solares del satélite fueron diseñados para aprovechar una porción mucho más amplia del espectro electromagnético de la radiación solar. Mientras el ojo humano solo percibe una parte de ese espectro –la correspondiente a los colores visibles–, existen otras bandas, como la radiación ultravioleta o la infrarroja, que no pueden verse. Las celdas solares incorporan múltiples uniones o capas, cada una capaz de captar energía de una región diferente del espectro, lo que permite aumentar significativamente el rendimiento. De esta manera, la eficiencia energética alcanza cerca del 30 %, casi el doble de la que ofrecen los paneles solares convencionales utilizados en viviendas, cuya eficiencia ronda entre el 16 % y el 17 %. El montaje de estos paneles también requiere técnicas especializadas, desarrolladas por los expertos de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

En cuanto a las comunicaciones, el satélite completa una órbita alrededor de la Tierra aproximadamente cada 90 minutos. Sin embargo, debido al movimiento del planeta, el contacto directo con la estación terrena solo es posible durante breves ventanas de unos 13 minutos por pasada, lo que ocurre entre dos y tres veces al día. Durante ese tiempo se establece la comunicación y se reciben los datos transmitidos por el satélite. Además, la información puede ser captada por estaciones distribuidas en otras partes del mundo e incorporada a la red colaborativa SatNOGS, donde se publican los datos telemétricos que permiten monitorear el estado de salud del satélite, como el funcionamiento de sus sistemas y el nivel de carga de las baterías.