Satélite Seosat Ingenio
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El Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS) fue presentado ante la opinión pública el 6 de julio de 2007, por parte de los Ministerios de Defensa e Industria, Turismo y Comercio. La finalidad del PNOTS era la puesta en órbita y explotación de dos satélites de observación de la Tierra que completen un sistema dual y de doble uso.
El primero, principalmente dedicado a defensa, PAZ, un satélite radar SAR y que fue puesto en órbita en febrero de 2018 a una altitud de 514 kilómetros y que entró en servicio seis meses después.
El segundo eslabón del PNOTS, es el satélite Ingenio también conocido como SEOSAT ‒acrónimo de Spanish Earth Observation Satellite‒, un satélite óptico de alta resolución dedicado a uso civil, que será emplazado a 670 kilómetros de altura y cuyo lanzamiento está previsto para agosto de 2020.
La capacitación de la industria espacial nacional a través del desarrollo de un sistema de observación ha sido también uno de los principales objetivos del PNOTS.
LA MISIÓN
SEOSAT/Ingenio es un satélite ideado para proporcionar imágenes ópticas pancromáticas y multiespectrales en alta resolución a diferentes usuarios civiles, institucionales y gubernamentales, a nivel nacional, internacional. Asimismo, podría prestar servicios a usuarios europeos en el marco de GMES (Global Monitoring for Environment and Security) hoy Copernicus y el GEOSS (Global Earth Observation System of Systems). Las principales áreas de observación son el territorio español, Europa, Iberoamérica y el norte de África, y las áreas generales definidas por los usuarios de Copernicus.
Con una capacidad de imagen de 2,5 millones de kilómetros cuadrados por día, con una resolución de 2,5 m en pancromático y 10 m en multiespectral. Tendrá una capacidad para tomar hasta 600 imágenes diarias. Gracias a su alta resolución abrirá nuevas posibilidades para las aplicaciones relacionadas con la cobertura del suelo y la recuperación de parámetros biofísicos gracias a la disponibilidad de 4 bandas espectrales con buena calidad radiométrica y la capacidad de identificar píxeles más puros debido a la alta resolución espacial.
Por lo tanto, el satélite proporcionará información para aplicaciones en cartografía, ordenación del suelo, vigilancia costera, gestión de recursos hídricos, monitoreo agrícola, agricultura de precisión, control medioambiental y gestión de crisis (seguridad y emergencias) en catástrofes.
Estará situado en una órbita heliosíncrona a 670 km de altura, dando algo más de 14 vueltas diarias a la Tierra. Tiene una vida prevista de 7 años, ampliable a 10.
EL PROGRAMA
El satélite Ingenio es el mayor proyecto espacial acometido por la industria española. Como cliente, el CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial) delegó la supervisión técnica e industrial a la Agencia Espacial Europea (ESA) y su realización ha ido a cargo de las empresas españolas.
La construcción del satélite sufrió un retraso a la espera de incorporar la compleja carga útil principal encargada de captar imágenes en el espectro visible e infrarrojo cercano. Sin embargo el satélite ya está totalmente terminado.
El trabajo y la puesta en conjunto de todas las unidades del satélite se ha realizado en Madrid.
A finales de 2018 se dio por terminada la integración mecánica y eléctrica de la carga útil principal.
En el mes de enero de 2019 se llevaron a cabo los ensayos funcionales, que incluyeron una campaña de ensayos de compatibilidad del satélite con el segmento terreno. Este Test de Validación del Sistema o SVT, consiste en poner a prueba desde tierra la telemetría y los telecomandos en sus distintos modos de funcionamiento, para verificar que todo se ejecuta correctamente.
A continuación, y hasta finales de año, se realizaron los distintos ensayos ambientales para comprobar que Ingenio soporta las duras condiciones del lanzamiento y su correcto funcionamiento en órbita, donde estará expuesto a la radiación cósmica y a cambios de temperatura extremos. Estos son los ensayos: mecánicos, acústicos, térmicos, de vacío y las pruebas de compatibilidad electromagnética.
Otras pruebas funcionales se han llevado a cabo en 2020 y el satélite se encuentra listo para ser puesto en órbita desde febrero. Cuando se dé luz verde desde Arianespace, el satélite será transportado a Kourou para su lanzamiento en un cohete Vega.
LA PLATAFORMA
El satélite consiste en una plataforma que aloja una carga útil primaria con un instrumento óptico y puede albergar una carga útil científica complementaria (CSP).
Ingenio está basado en la plataforma Astrobus AS250 que es también la misma arquitectura que ha permitido construir en Madrid el satélite científico CHEOPS de la ESA, lanzado a final de 2019. Ambos tienen una estructura hexagonal y en sus caras van adosados los paneles solares. También el satélite Sentinel 5P perteneciente a la constelación Copernicus de la Unión Europea utiliza la misma arquitectura que Ingenio. Es en definitiva una plataforma concebida para misiones medianas de observación de la Tierra.
Las principales características son:
- La carga útil primaria, el generador de imágenes, se monta en el panel superior del satélite, con los rastreadores de estrellas integrados directamente en la interfaz de la estructura de la carga útil.
- El subsistema de energía se basa en paneles solares con un área de aproximadamente 5,40 m2 y una batería de ion de litio de 150 Ah.
- El sistema de control de actitud y órbita (AOCS, por sus siglas en inglés) cuenta con una arquitectura giroscópica de alto rendimiento.
- El subsistema de propulsión se basa en un concepto ‘plug-in’, empaquetado en un módulo único y compacto, con hidracina mono propulsora química.
CARGA ÚTIL
LA CARGA ÚTIL Principal es un instrumento óptico de alta resolución cuyo objetivo es la toma de imágenes terrestres en dos canales, uno pancromático (PAN) y otro multiespectral, que a su vez está formado por cuatro bandas (azul, verde, rojo e infrarrojo cercano).
La configuración es de dos cámaras idénticas, alineadas entre sí de forma que entre las dos adquieran la traza de 55 km necesaria para cumplir los objetivos de misión, trabajando en modo de barrido o “pushbroom”.
La carga útil principal proporciona una imagen nativa con resolución del píxel en Tierra de 2,5 m en el canal pancromático y de 10 m en las bandas multiespectrales.
Las prestaciones obtenidas son de muy alta calidad de imagen y muy buena calidad radiométrica.
La electrónica de la carga útil principal garantiza la correcta operación de las cámaras, así como el suministro de potencia, la adquisición y transmisión de datos y el control térmico.
El peso es de 130 kg y el volumen aproximado de 1,5 m x 1,5 m x 1 m.
El satélite llevará una carga científica complementaria (CSP), financiada y gestionada por el Ministerio de Ciencia e Innovación. El CSP consta de dos pequeños instrumentos: UVAS (Visor atmosférico ultravioleta visible e infrarrojo cercano) y SENSOSOL (sensor solar).
Una vez que en entre en servicio, las imágenes ópticas de Ingenio complementarán las imágenes radar que aporta Paz desde que entró en fase operativa. De este modo, España dispondrá de un sistema satelital dual, conformado por una plataforma óptica y otra radar, cuyos datos podrán combinarse para ofrecer mayor resolución y mejor información de la superficie de la Tierra.
EL CONSORCIO
A continuación detallamos la participación de las empresas españolas de TEDAE en el programa SEOSAT/Ingenio.
SENER Aeroespacial
Como responsable de la carga útil principal:
- Concepción, diseño de arquitectura, fabricación, integración, alineación y verificación de la cámara de la carga útil principal de alta resolución y muy buenas prestaciones.
- Diseños detallados óptico, opto-mecánico y térmico.
- Gestión integral del proyecto, coordinación de la ingeniería, control de calidad, gestión de las actividades de integración y ensayos, y gestión de los subcontratistas y proveedores.
IBERESPACIO
- Suministro de las mantas térmicas y radiadores para el instrumento.
- Suministro de todas las mantas térmicas, radiadores para los sensores estelares y el hardware térmico eléctrico para la plataforma.
HV SISTEMAS
- Suitcase RF Banda S para realizar pruebas de compatibilidad con el segmento de tierra para los enlaces de TM y TC del satélite.
- modelo EM del transpondendor de banda S
- receptor de TC
- generador de TM
- cadena de radiofrecuencia con atenuación variable
- Suitcase RF Banda X para realizar pruebas de compatibilidad con el segmento de tierra para el enlace de datos de ciencia del satélite.
- modelo EM del modulador de banda X
- generador y codificador de datos de ciencia (280Mbps)
- cadena de radiofrecuencia con atenuación variable y generador de ruido
GMV
- Estudio de viabilidad técnica proporcionando: estimaciones de las tecnologías intervinientes, consolidación de los requerimientos de usuario, análisis de la misión, la simulación de principio a fin de sistemas de la misión completa y la definición de toda la arquitectura del segmento terreno.
- Diseño, desarrollo, integración, validación y entrega de un simulador completo de prestaciones en imágenes (EIPS) para el segmento espacial.
- Sistema integral de control de las operaciones de vuelo (FOS) y responsable del desarrollo y la integración del segmento completo de operaciones de vuelo para el centro de control.
- Simulador operacional para preparar las operaciones, entrenar al equipo y validar el sistema de control de la misión.
- Los servicios de usuario del segmento terreno.
DEIMOS SPACE
- Definición y diseño preliminar del segmento terreno completo (fase A/B1).
- A cargo de componentes críticos del segmento terreno, incluyendo la cadena de procesado de imágenes, el archivo y catálogo, así como la herramienta de calibración y validación de productos, los controles de calidad de los productos y la herramienta de monitorización de la operación del pdgs.
- A cargo del diseño y desarrollo de los procesadores operacionales l0p y l1p, que procesan los datos de telemetría hasta nivel 1c, proporcionando imágenes ópticas multiespectrales de alta resolución con requisitos muy exigentes en términos de tiempo de procesado, consiguiendo que las imágenes de emergencia sean suministradas en 3h desde su adquisición.
- Soporte a la integración y validación (AIV) del sistema PDGS.
CRISA
- Responsabilidad técnica del subsistema de potencia y de data handling de la plataforma.
- Contribución al subsistema de data handling de la carga útil.
- Definición de la arquitectura eléctrica, y elaboración de la especificación de los diferentes equipos.
- Ingeniería de integración y pruebas del satélite.
- Contribución al AIV del SET y del PFM sat.
- Computador de abordo (OBC) basado en el procesador SCOC3 de Airbus, microprocesador de altas prestaciones.
- Unidad electrónica de Interface Remota (RIU).
- Unidad electrónica de acondicionamiento y distribución de Potencia (PCDU).
- Unidad electrónica de gestión de datos de la carga útil (PDHU).
- Unidades de cifrado y descifrado de telecomandos y telemedidas de la plataforma y de telemedidas de la carga útil (DCU S & X).
GTD
- Software embarcado; concretamente de los módulos Reaction Wheels, AOCS, Mode Management, Guidance, Solar Array Deployment, Bus Thermal Control, TM/TC, Instrument Video Unit y Complementary Scientific Payloads function.
- Desarrollo de herramientas para el despliegue y la integración/validación del segmento tierra; Test Data Manager (TDM) y el Test Data Tool (TDT); el TDM gestiona TestData Sets de una base de datos y el TDT genera y gestiona ficheros de telemetría.
INDRA
-
Contratista principal del segmento terreno de Ingenio:
- Liderar el desarrollo e implantación del segmento terreno.
- Definición de requisitos del sistema.
- Dirige el desarrollo, implantación y puesta en marcha del segmento terreno.
- Integración, instalación, pruebas y puesta en marcha de los segmentos terrenos de los dos satélites del plan nacional de observación de la tierra (pnot) español: ingenio y paz.
- Establecer un sistema integrado por tres centros:
- El centro principal estará situado en las instalaciones del INTA de Torrejón de Ardóz, en Madrid donde se planificarán y gestionarán las operaciones de vuelo, además de llevar a cabo el tratamiento de los datos que envíe el satélite.
- Un centro de control de respaldo en Maspalomas, Gran Canaria, que ofrecerá capacidad adicional al centro principal de Torrejón para recibir datos del satélite. Contará además con las funciones de gestión de operaciones de vuelo necesarias para garantizar el control del satélite en cualquier situación.
- Por último, un centro ubicado en un lugar del Ártico por determinar que se empleará para enviar o recibir información del satélite. Su ubicación en latitudes altas favorecerá el contacto frecuente con el satélite.
THALES ALENIA SPACE
Como responsable de la electrónica del instrumento óptico.
- Desarrollo, integración y pruebas de la cadena de imagen completa del instrumento, asegurando las prestaciones punto a punto. Incluye los detectores de imagen CCD, la electrónica de proximidad y las unidades de video, de alimentación y de control del instrumento.
- Cableado de interconexión entre las unidades electrónicas del instrumento.
- Integración y validación de la electrónica del instrumento, incluyendo la verificación de las prestaciones radiométricas del instrumento, así como la caracterización de los sensores. Como responsable de los subsistemas de comunicaciones.
- Desarrollo, integración y pruebas del subsistema de transmisión de datos en banda X.
- Subsistema de comando, telemetría y seguimiento en banda S, estableciendo el enlace de comando y control entre el satélite y las estaciones terrenas de control.
AIRBUS
Como contratista principal del programa Ingenio es responsable de:
- La gestión del programa y el consorcio de empresas.
- La adquisición de los equipos de vuelo.
- Del diseño y fabricación de la plataforma satelital y del cableado del satélite.
- Las campañas ait de los tres modelos del satélite: estructural, ingeniería y prototipo de vuelo.
- La gestión del desarrollo del prototipo de procesador de imágenes.
- La integración y pruebas del satélite.
- La campaña de lanzamiento.
- Las fases de LEOP (Fase de lanzamiento y operación temprana) y IOC (Puesta en servicio en órbita).
SEGMENTO TERRENO
El segmento terreno de la misión Ingenio está desplegado en Madrid y Canarias, disponiendo además de un servicio de descarga de datos adicional en el Ártico.
El centro principal está ubicado en las instalaciones del INTA en Torrejón de Ardóz (Madrid) y dispone de todas las funcionalidades para planificar y gestionar las operaciones de vuelo del satélite y realizar la producción de las imágenes. En Maspalomas, Gran Canaria, se encuentra el centro de control de respaldo, que aporta capacidad adicional para recibir datos y gestionar operaciones de vuelo, en caso de ser necesario.
Ingenio es una misión que contribuirá al programa europeo Copernicus, estando ya habilitado el segmento terreno de Ingenio para dicha función.
Centros científicos y de investigación, instituciones y distintas Administraciones del Estado se beneficiarán de esta herramienta.
