New Space. Cuestión de Atenas

En el anterior número se habló de las plataformas satélites miniaturizadas conocidas como nanosatélites, con sus distintas formas y dimensiones, sus características y posibilidades. Debido a que la calidad de los datos que recopilan está asociada a la calidad de la señal que envían a la Tierra y viceversa, en este nuevo capítulo nos fijamos en la dependencia que tienen a su vez de la calidad de las antenas que envían esos datos hasta convertirse en elementos críticos de las misiones. Los resultados que se obtienen con una buena antena aseguran misiones cada vez más ambiciosas como imágenes radar, monitorización de radiofrecuencia o telecomunicaciones.

Estos satélites pequeños necesitan un espacio específico en el bus del satélite y, a menudo, un despliegue mecánico tras su lanzamiento. Se requiere por tanto un peso adicional y un espacio que podría dedicarse a otro objetivo, sin olvidar la fiabilidad que deben garantizar. Es necesario recordar que en un alto porcentaje de las misiones de lanzamiento de nanosatélites (según los estudios un 80-90%) acaban en fracaso por el desacoplamiento de la antena en el momento del lanzamiento y puesta en órbita.

En la actualidad existen varios proyectos comprometidos con la miniaturización de las antenas y unas buenas características de radiación. En la lista de elementos importantes para diseñar una antena figuran: una gama de frecuencias en las que se puede usar, el ancho de banda, el patrón o diagrama de radiación, la ganancia máxima, la impedancia de entrada, el coste, el tamaño y, por supuesto, la asequibilidad.

En la actualidad existen varios proyectos comprometidos con la miniaturización de las antenas y unas buenas características de radiación”

GRUPOS

Sin centrarnos mucho en los aspectos técnicos, y con el objetivo de comprender mejor sus distintos funcionamientos, se clasifican en dos grupos principales las clases de antenas para nanosatélites: desplegables y fijas.

Existen multitud de mecanismos de despliegue de antenas, siendo los más populares:

Monopolos/dipolos: los más corrientes en los CubeSats que consisten en grupos pares de dipolos conectados a la salida de un divisor.

Hélices: antenas helicoidales que cuentan con un método de despliegue eléctrico por su tamaño. Se suelen desarrollar para operar desde los 400 MHZ a los 3GHZ. La estructura se compacta axialmente para disminuir sus dimensiones.

Parabólicas: Ligeras y ultracompactas.

La mayor dificultad en el diseño de las desplegables es el sistema mecánico de despliegue una vez en órbita, de forma completa y correcta. Si se produjera un fallo, su funcionamiento se vería afectado.

FIJAS

Su mayor desafío es la restricción de tamaño.

Planares: hay mucha variedad de diseños, uno de los más habituales lo constituye la planar de tipo parche con polarización circular basada en dos anillos.

Otra es la microparche basada en tecnología microstrip, muy popular en aplicaciones que requieren reducido tamaño y simplicidad de fabricación. Su integración en superficies planas y no planas es sencilla y se adapta fácilmente a los circuitos integrados de microondas. Su versatilidad es real, aunque conlleva algunas desventajas como la baja potencia de radiación y el escaso ancho de banda. Sin embargo, el coste de las antenas de parche es menor que el de otras clases debido a la facilidad para fabricarlas sobre placas de circuito impreso.

En general, se considera que las antenas fijas son más fiables que las desplegables.

En la actualidad, equipos de científicos asociados a instituciones europeas y mundiales, universidades y empresas se encuentran inmersos en el diseño, prueba y puesta en marcha de antenas compactas, sencillas y asequibles orientadas a mejorar las funciones de los nanosatélites en materia de teledetección o comunicaciones. Otro campo de investigación y desarrollo que involucra a un tejido industrial con la misión de rentabilizar al máximo el estrecho campo de visión de la antena en órbitas bajas, para enviar imágenes y vídeos de alta resolución y tiempo real a la Tierra.