¿Qué tienen de especial los sistemas espaciales?

Carlos Duarte Muñoz

Fecha: 2013-11-01


Los sistemas espaciales son dispositivos complejos con características muy especiales que los distinguen de los sistemas que operan en la Tierra. Al funcionar fuera de la Tierra están sujetos a un ambiente distinto al terrestre y no cuentan con el apoyo de los sistemas terrestres. Estas características y otras más, hacen que los sistemas espaciales requieran de un tratamiento especial en su diseño, construcción y prueba, ya que una vez que son lanzados al espacio no es fácil corregir situaciones no previstas.

En lo que sigue exploraremos los aspectos más importantes que se requieren considerar en el diseño de un sistema que realizará una misión fuera de la Tierra y que generalmente no se toman en cuenta en los sistemas terrestres.

 

 

¿Qué tienen de especial los sistemas espaciales?
Para esto imaginémonos que vamos a diseñar a un dispositivo similar al Curiosity, que va a llevar a cabo una misión de exploración científica en un cuerpo del sistema solar. ¿A qué restricciones de diseño estará sujeto este dispositivo durante su lanzamiento, traslado y descenso en otro cuerpo celeste? ¿Cuáles son los ambientes que experimentará durante su viaje? ¿Qué requerimientos de confiabilidad necesitamos para asegurar el éxito de la misión? Éstas y muchas otras preguntas más nos tendremos que hacer para generar un diseño exitoso. Así que empecemos.
 
 
Antes del lanzamiento
 
Nuestro dispositivo tendrá que adecuarse a las restricciones de forma, volumen y peso del lanzador utilizado para su transporte. Entre mayor peso, más caro será su lanzamiento, lo que nos obliga a establecer un límite superior de este parámetro. La limitación en el peso tiene como consecuencia otras limitaciones como por ejemplo la cantidad de energía almacenada en forma de combustible que lleve el dispositivo para realizar su misión, la complejidad de diferentes susbsistemas y su tamaño y volumen, entre otras.
 
La forma y el volumen son también restricciones importantes, ya que los lanzadores tienen dimensiones específicas que no se pueden exceder. Estas restricciones de volumen y forma, tal vez nos obligarán a tener que incluir en el diseño sistemas de despliegue de la estructura que lo harán más complejo, y por lo tanto más sujeto a posibilidades de fallas.
Durante el lanzamiento
Al momento del lanzamiento, nuestro dispositivo estará sujeto a aceleraciones y vibraciones extremas que deben tomarse en cuenta en su diseño. Una vez construido, el dispositivo espacial deberá ser probado para asegurarse que resiste estas condiciones. Estas pruebas son requeridas por las empresas lanzadoras, ya que en muchos casos, los lanzadores llevan más de una carga útil y es preciso asegurar que además de que nuestro dispositivo no se dañe durante el lanzamiento, no dañe a las otras cargas que van en el lanzador.
 
En el espacio
Una vez que el dispositivo está en el espacio, estará sujeto a condiciones muy distintas a las que existen en la Tierra, por lo que su diseño deberá tomarlas en cuenta: alto vacío, cambios extremos en la temperatura y exposición a radiaciones electromagnéticas y de partículas cargadas de gran energía, así como la posibilidad de recibir impactos de meteoritos, son algunas de ellas. El diseño deberá tomar en cuenta todas esas condiciones para proteger a los sistemas y asegurar su adecuado funcionamiento.
 
Asimismo, al estar el dispositivo lejos de los sistemas terrestres, tendrá que funcionar de manera autónoma y tomar sus propias decisiones lejos de la intervención humana, ya que entre más alejado esté de la Tierra, más tardará la información en viajar entre él y nuestro planeta y llegará el momento en que será tanto el retraso en la transmisión de las señales que hará imposible el control en tiempo real. Por otra parte, al ser un dispositivo autónomo y alejado de las facilidades terrestres, tendrá que ser extremadamente confiable y contar con sistemas redundantes y de autoreparación.
 
Todo lo anterior hace especiales a los sistemas espaciales y por lo tanto su diseño, construcción y prueba deben ser muy cuidadosos. Además, al ser únicos, muchas de sus partes se desarrollan específicamente para una misión dada, y por lo tanto son únicas, por lo que no gozan de las economías de escala de los sistemas que se producen masivamente para aplicaciones terrestres. Todo eso hace entonces que los sistemas espaciales sean particularmente costosos.
 
El desarrollo de sistemas espaciales constituye todo un reto de ingeniería al estar sujetos a condiciones de diseño que no ocurren en otro tipo de sistemas. Es por eso que la experiencia adquirida en el desarrollo de sistemas espaciales se utiliza para mejorar sistemas que operan en la Tierra, al hacerlos más eficientes energeticamente, más livianos y más resistentes a fallas entre muchas otras características. Es por eso que además de su valor intrínseco, la ingeniería espacial es importante, ya que aporta de manera significativa al mejoramiento de nuestro nivel de vida aquí en la Tierra.



Etiquetas: Sistemas,espaciales,construcción

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




Contacto


Mesa de ayuda: dudas e información
gobmx@funcionpublica.gob.mx

Mantente informado. Suscríbete.


Síguenos en