Los satélites son notoriamente difíciles de actualizar. Situados a cientos o decenas de miles de kilómetros por encima de la superficie de la Tierra, estas máquinas son difíciles de alcanzar físicamente. Durante años, los ingenieros han diseñado satélites con la expectativa de que el hardware y el software que ponían en órbita con un satélite era todo lo que obtendrían. Eso incentivó diseños de satélites exquisitos, construidos para durar muchos años en el espacio antes de ser sustituidos finalmente por un satélite con tecnologías actualizadas.
Esa mentalidad ha empezado a cambiar en los últimos años. Empresas como Northrop Grumman y Astroscale son pioneras en la prestación de nuevos servicios en órbita que podrían permitir desde el suministro de combustible para maniobras hasta la reparación de satélites mediante brazos mecánicos. En cuanto al software, las empresas están adoptando cargas útiles definidas por software que los militares pueden reconfigurar para nuevos usos mediante el hardware en órbita.
La Fuerza Espacial de Estados Unidos está invirtiendo en estos trabajos. Y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) lo hace en brazos robóticos que podrían revolucionar la capacidad de reparar satélites en el espacio. En cuanto al software, los satélites GPS III, la última generación lanzada por los militares, cuentan con una unidad de datos de misión 70% digital, la pieza principal del sistema de navegación. Los satélites GPS IIIF, que seguirán a la serie GPS III, contarán con cargas útiles de navegación totalmente digitales construidas por L3Harris, lo que dará a los operadores en tierra más flexibilidad en el uso de los satélites.
Pero no se puede cambiar mucho sólo con el software, y al final los satélites GPS en órbita están limitados por su hardware. Sin embargo, eso puede cambiar pronto.
A finales de este año, Lockheed Martin lanzará un par de pequeños experimentos en forma de cubo que podrían allanar el camino para la mejora del hardware en órbita de los satélites GPS, y posiblemente de otros satélites de la Fuerza Espacial. En resumen, la empresa quiere tomar un nuevo hardware (ya sea un nuevo sensor, un almacenamiento de datos, un procesador o cualquier otra cosa), integrarlo con un cubesat, y luego conectar el cubesat al satélite GPS a través de un puerto en el bus en órbita. Tal vez el cubesat permanezca conectado durante el resto de la vida útil del satélite, o tal vez se desenganche una vez finalizada una misión específica.
«Cuando nosotros y otros construyen satélites hoy, se lanzan con lo que tienen. Eso está empezando a cambiar con cosas como la definición del software», dijo David Barnhart, director de demostraciones de tecnología espacial de Lockheed Martin, a C4ISRNET antes del 36º Simposio Anual del Espacio. «Pero esto es esencialmente significativo porque es la primera vez que se puede actualizar realmente el hardware».
Los dos cubesats 12U, cada uno del tamaño de una tostadora de cuatro rebanadas, que componen el In-space Upgrade Satellite System, (LINUSS) de Lockheed Martin, forman parte de una serie de demostraciones que conducirán a la primera actualización en órbita, que tendrá lugar con el 13º vehículo espacial GPS IIIF. LINUSS se lanzará a la órbita geosincrónica, donde probará las maniobras orbitales precisas que serán necesarias para conectar el cubesat al satélite GPS. Lockheed Martin espera completar la misión LINUSS en dos meses, aunque los cubesats podrían utilizarse para otros experimentos en las semanas y meses posteriores.
La tecnología clave que permite este enfoque de actualización de los satélites es el Augmentation System Port Interface de la empresa. ASPIN es la parte de acoplamiento en la que los cubesats se conectarán al bus del satélite.
«Lo veo como un puerto USB», dice Barnhart. «Compras tu ordenador, lo llevas a casa y quieres añadir algo. Por ejemplo, si tu ordenador no tiene cámara o quieres una mejor, conectas el dispositivo USB y, de repente, tu ordenador tiene una nueva capacidad que no tenía al sacarlo de la caja. Y ese es el mismo concepto de ASPIN».
Barnhart añadió que la capacidad de ASPIN formará parte de la línea de base del bus LM 2100, que Lockheed Martin usará para los satélites que está construyendo para el GPS y el sistema de alerta de misiles por infrarrojos persistentes de próxima generación de las Fuerzas Espaciales. Los futuros satélites que se construyan en ese bus podrán usar la capacidad de actualización en órbita. Lo más importante es que otras empresas podrán construir tecnologías que puedan conectarse a ASPIN, lo que significa que terceras empresas podrán, en teoría, actualizar los satélites GPS construidos por Lockheed Martin con sus tecnologías.
«Todos nuestros buses LM2100 tienen una vida útil muy larga, por lo que intentamos garantizar que sean técnicamente relevantes, ya sabes, durante toda la vida útil, pudiendo aportar nuevas capacidades al principio de la misión, a mitad de la misma, incluso al final de la vida útil, mediante el intercambio de hardware», dijo Barnhart.
«Y no se trata sólo de la actualización en órbita, sino de la posibilidad de probar los sensores en los sistemas de producción de forma más sencilla. [Es una gran ventaja para nuestros clientes», añadió Barnhart.
La empresa tiene previstas varias demostraciones para crear la capacidad del vehículo espacial GPS IIIF 13. Barnhart dijo que espera que publique una hoja de ruta completa a finales de este año.
Además de la demostración de maniobras, LINUSS también probará nuevas capacidades de procesamiento de alto rendimiento a bordo, propulsión de baja toxicidad, capacidades de medición inercial y componentes impresos en 3D. También mostrará la tecnología de satélites definidos por software de Lockheed Martin, SmartSat.
Fte. C4ISNET
