Si se invierten millones de dólares en el desarrollo de un satélite, hay que saber que puede soportar los rigores de girar alrededor de la Tierra a 27,358.848 kph
Los satélites pasan por muchas cosas. Mientras giran alrededor de nuestro planeta a 27,358.848 kilómetros por hora, deben hacer frente al vacío extremo del espacio y a grandes oscilaciones de temperatura, al tiempo que intentan orientar con precisión sus antenas hacia la Tierra. Y eso después del lanzamiento, donde serán sacudidos como una lata de pintura y bombardeados con un ruido ensordecedor.
Para prepararlos para este calvario, todos los satélites se prueban minuciosamente antes de su envío, asegurándose de que cada tornillo suelto esté bien apretado y todos los componentes eléctricos funcionen a la perfección. En el Reino Unido, la recién inaugurada Instalación Nacional de Pruebas de Satélites, en Oxfordshire, ofrece una revisión completa de la salud de los satélites bajo un mismo techo.
“La industria dijo que necesitaba una ventanilla única donde pudieran hacer todas sus pruebas para sus grandes satélites complejos en un solo lugar”, señala Sarah Beardsley, directora del Rutherford Appleton Laboratory Space, financiado por el gobierno del Reino Unido, que administra la nueva instalación con sede en el Campus de Ciencia e Innovación Harwell. “Este es el resultado de años de arduo trabajo”.
La construcción comenzó a finales de 2018, después de que el gobierno del Reino Unido anunciara que invertiría 99 millones de libras (126 millones de dólares) en la Instalación Nacional de Pruebas de Satélites (NSTF por sus siglas en inglés) para desarrollar “una instalación de clase mundial” para probar satélites. Originalmente previsto para comenzar a funcionar en 2020, el proyecto se vio afectado por retrasos, incluido el Covid, que hizo que su gran inauguración se retrasara hasta mayo de 2024. En julio, Airbus será el primer cliente en utilizar las instalaciones para su nuevo satélite de comunicaciones Skynet 6A.
Dentro del NSTF hay cuatro zonas de pruebas
La primera zona de prueba que se encuentra uno al entrar, después de ponerse ropa protectora para mantener las instalaciones lo más limpias posible, es la enorme cámara de pruebas de vacío en torno a la cual se ha construido todo el edificio: “No hay puerta lo bastante grande para que quepa”, advierte Beardsley. Dentro de esta cámara, las bombas pueden reducir la presión a sólo 0.00001 milibares, imitando el vacío del espacio, mientras que un sistema de refrigeración de nitrógeno puede subir y bajar la temperatura entre -180 y 130 grados Celsius, el rango extremo que podría experimentar un satélite al entrar y salir de la luz solar durante su órbita.
Con siete metros de ancho y 12 de profundidad, es la mayor cámara de pruebas de vacío del Reino Unido. Es tan grande que la inmensa puerta necesaria para cerrar la cámara, construida en Turquía e Italia antes de llegar a Gran Bretaña en barco pocos días antes del cierre por la pandemia en 2020, tenía el tamaño límite de lo que cabría en una autopista del Reino Unido. Hubo que ensanchar las compuertas del muelle de Portsmouth para sacar la puerta del barco: “Tuvimos el mayor convoy en tiempos de paz subiendo por la A34 para llegar aquí”, explica Beardsley. Los satélites pasarán semanas o incluso meses dentro de la cámara de pruebas para asegurarse de que pueden hacer frente a las condiciones del espacio exterior. Cuando WIRED lo visitó, una versión del satélite llamado The Iron Chicken (El pollo de hierro) –un guiño al personaje que vive en un nido de metal en órbita alrededor de la Luna en la clásica película de animación infantil británica de culto Los Clangers, ocupa un lugar destacado a la entrada de la cámara.
Tras la prueba en la cámara de vacío, los satélites se dirigen a la sala de pruebas acústicas y de vibración. Aquí se sacudirá violentamente, en horizontal y vertical, en dos plataformas accionadas por un par de motores electromagnéticos (apodados Wallace y Gromit por los entrañables personajes de stop-motion) que simulan las condiciones extremas de un lanzamiento. La sacudida expondrá al satélite a 222 kilonewtons de fuerza, equivalente a cuatro veces la mordedura de un T. Rex. Si algo está mínimamente suelto en un satélite, estas máquinas lo descubrirán.
Durante las pruebas acústicas, una pared gigante de 48 altavoces emitirá a los satélites hasta 146 decibelios de ruido blanco. Para un ser humano, esto sería como estar parado en el motor a reacción de un avión: “Sufrirías graves daños auditivos”, sostiene Ian Horsfall, jefe del grupo de dinámica de RAL Space. Esta prueba está diseñada para imitar tanto el ruido de los motores de los cohetes al despegar como el insoportable volumen en la parte superior del cohete, donde se almacenan los satélites en su camino hacia la órbita.
En la sala de pruebas de antenas, 40,000 picos de foam en la pared absorben todo el ruido y las ondas electromagnéticas de los satélites, mientras que la sala actúa como una jaula de Faraday para bloquear la radiación electromagnética entrante. La antena de un satélite puede enfocarse hacia un receptor situado en la sala, para comprobar que su haz puede dirigirse desde la órbita hasta la Tierra, a pesar de encontrarse a cientos o miles de kilómetros de distancia y viajar a velocidades inmensas.
Los haces de radio utilizados aquí son tan potentes que la sala debe estar casi totalmente purgada de oxígeno para evitar que los pocos de foam se incendien, explica Michael Shepherd, director del proyecto de la NSTF. Parte de la pared se enfría para evitar esta posibilidad, junto con la reducción de oxígeno. “Podemos bajar el nivel de oxígeno hasta el 14%, para que no se quemen”, refiere Shepherd. “Es como estar a 3,000 metros [de altitud]”.
La prueba final es la suite de pruebas dinámicas, una plataforma que mide con precisión increíble el centro de masa de un satélite. El objetivo es garantizar que, cuando el satélite está encima de un cohete, no hará que éste se desvíe repentinamente de su trayectoria si el satélite se desequilibra: “La otra parte es que, una vez separado y en órbita, hay que conocer sus propiedades para que no empiece a dar tumbos”, comenta Shepherd.
En total, realizar un conjunto completo de pruebas en la NSTF puede llevar más de nueve meses, dependiendo de lo estricto que quiera ser el cliente. En un principio, RAL Space prevé someter dos satélites al año a estas pruebas, pero es posible que con el tiempo amplíe las instalaciones para crear salas limpias adicionales que puedan almacenar más satélites entre las pruebas, aumentando la cinta transportadora de máquinas en funcionamiento.
En la NSTF no solamente se probarán satélites de comunicaciones. Después de Airbus, la empresa francesa Thales Alenia Space hará pruebas a su satélite climático Fluorescence Explorer. Le seguirá la misión Ariel de la Agencia Espacial Europea, un telescopio diseñado para estudiar las atmósferas de planetas situados alrededor de otras estrellas, cuyo lanzamiento está previsto para 2029: “Es brillante”, opina Beardsley, “nuestros tres primeros contratos se centran en las comunicaciones, la Tierra y los confines del universo. A esta instalación no le importa lo que vaya a hacer el satélite”.
Fuente: es.wired.com