India desarrolla su propio sistema de navegación por satélite

Carlos Duarte Muñoz

Fecha: 2017-09-25


India está desarrollando su propio Sistema de Navegación por Satélite. El Sistema Regional de Navegación por Satélite de India, IRNSS por sus siglas en inglés, consta de una constelación de siete satélites en órbitas geo sincrónicas y geoestacionarias para proporcionar servicios de navegación a una extensa región comprendida por la mayor parte de Asia, Medio Oriente, África oriental y partes de Australia occidental, como se muestra en la Fig. 1.  

 

Fig. 1. Disposición de los satélites del Sistema Regional de Navegación por Satélite de India (IRNSS)

 

IRNSS está siendo desarrollado por la Organización de Investigación Espacial de India, ISRO, por sus siglas en inglés, con el objeto de reducir la dependencia de este país de otros sistemas de navegación por satélite controlados por gobiernos extranjeros como el GPS de Estados Unidos o el Glonass de Rusia.

 

 

Al igual que todos los sistemas de navegación por satélite, IRNSS se basa en la transmisión de señales de tiempo muy precisas que proporcionan relojes atómicos de alta precisión a bordo de cada satélite - tres relojes de rubidio en el caso de los satélites de IRNSS. Los satélites emiten estas señales que los receptores usan para calcular la distancia del receptor al satélite a partir del retraso de propagación en su tránsito por el espacio. Asimismo, como cada satélite transmite su posición precisa a través un mensaje de navegación, al conocer la distancia y la posición respecto a un mínimo de cuatro satélites, el receptor puede calcular su posición sobre la tierra y a su vez corregir su reloj local.

 

IRNSS proporcionará dos tipos de servicios: el Servicio de Posicionamiento Estándar (SPS) que se proporciona a todos los usuarios y el Servicio Restringido (RS), que es un servicio encriptado proporcionado sólo a los usuarios autorizados como las fuerzas armadas y de seguridad. Se espera que el Sistema IRNSS proporcione una precisión en la posición mejor de 20 metros en el área de servicio. Las características de estos servicios se muestran en la Tabla 1.


 

Tipo de servicio

Señales

Banda de Frecuencia

Servicio de posicionamiento Estándar

1 MHz

Modulación BPSK

L5 (1176.45) MHz

S (2492.08) MHz

Servicio Restringido

Modulación BOC (5,2)

L5 (1176.45) MHz

S (2492.08) MHz

 

Tabla 1. Características de los servicios de IRNSS

 

A diferencia de otros sistemas de navegación por satélite como el GPS, el Glonass y el Galileo, que son globales, el IRNSS es un sistema regional, es decir, sus servicios están restringidos a una región del planeta. En este sentido, IRNSS es parecido al sistema chino BeiDou, aunque, como se sabe, eventualmente el BeiDou se convertirá en un sistema global para dar servicio a todo el mundo. A continuación se da una descripción general de los subsistemas que conforman al IRNSS:

 

Segmento espacial

 

El segmento espacial del IRNSS consta de siete satélites. Tres satélites se encuentran en posiciones orbitales geoestacionarias y los cuatro restantes se encuentran en órbitas geo sincrónicas con una inclinación aproximada de 29o respecto al plano del ecuador. Todos los satélites de la constelación están configurados de forma idéntica.

 

Cada satélite de la constelación IRNSS lleva dos tipos de carga útil: la carga útil de navegación y la carga útil para determinación del rango (distancia al satélite). La carga útil de navegación transmite señales de navegación a los usuarios y funciona en la banda L5  (1164 – 1189 MHz) y la banda S (2483.5 – 2500 MHz). Un reloj atómico de rubidio de alta precisión es parte de la carga útil de navegación de los satélites. La carga útil de determinación del rango consiste en un transpondedor de banda C que facilita la determinación precisa del rango del satélite. Los satélites también cuentan con retroreflectores de esquina de cubo para medir el rango a través de reflejar una luz láser enviada desde la Tierra. En la Fig. 2 se muestra una fotografía de uno de los satélites IRNSS.

 

Fig. 2 Técnicos de ISRO examinan el satélite IRNSS-1H de la constelación INRSS. Cortesía ISRO.

 

Los satélites IRNSS se desarrollaron a partir de la plataforma I-1K, una plataforma que ISRO ya ha empleado para otras aplicaciones. Los satélites tienen una masa seca de aproximadamente 600 kg y una masa de lanzamiento de 1,425 kg. Cuentan con paneles solares que generan una potencia de 1,600 W (con una potencia de carga útil de 900 W). En la Tabla 1. se muestran las características principales de los satélites de la constelación IRNSS.

 

Tabla 1. Características principales de los satélites IRNSS

 

Masa de lanzamiento

1432 kg, masa seca de 614 kg

Tamaño

1.58 m x 1.5 m x 1.5 m

EPS Sistema de potencia eléctrica

Dos páneles solares que generan 1,660 W,

Una batería de iones de Litio  de 90 Ah de capacidad

ADCS (Sistema de determinación y control de la orientación)

Sistema de cero momento.

Control de tres ejes

Sensores de orientación: giroscopios, sensores de sol y de estrellas

Actuadores: ruedas de reacción, magneto-torques y propulsores de 22 N.

Vida útil

10-12 años

Propulsión

440 N LAM (Motor líquido de apogeo) con doce propulsores de 22 N.


 

Segmento terrestre

 

El segmento terrestre mantiene la operación de la constelación del IRNSS y está compuesto por un Centro de Control Maestro para el control de los satélites, estaciones de rastreo y determinación de la integridad de los datos, estaciones determinación del rango de los satélites, estaciones de inyección de datos y de telemetría, enlaces de comunicación y centro de sincronización de red. En la Tabla 2 se describen las funciones de los componentes del segmento terrestre de IRNSS

 

Tabla 2. Funciones de los componentes del segmento terrestre de IRNSS

 

Componente

Función

Centro de Control Maestro IRNSS Spacecraft Control Facility (IRSCF)

Monitorea y controla los satélites de la constelación IRNSS

 

Transmite los datos de navegación a los satélite

Centro de Navegación de ISRO

ISRO Navigation Centre (INC)

Genera los parámetros de navegación

Modela la ionósfera y estima el tiempo de los relojes y la efemérides

Estaciones de Monitoreo de Rango e Integridad

IRNSS Range and Integrity Monitoring Stations (IRIMS)

Localizadas en posiciones conocidas con precisión

Lleva a cabo la medición del rango

Sistema de control de tiempo

IRNSS Network Timing Facility (IRNWT)

Mantiene el tiempo del sistema

Emplean un conjunto de masers de hidrógeno y relojes de cesio.

Red de comunicaciones

IRNSS Data Communication Network

Conecta a los segmentos

Estaciones de determinación del rango

IRNSS CDMA Ranging Stations (IRCDR)

Determinan la órbita precisa de los satélites utilizando la técnica CDMA

 

Segmento de usuario

 

Estará compuesto por receptores diseñados para recibir las señales del IRNSS. Se prevé que estos receptores también sean capaces de recibir señales de otras sistemas de navegación por satélite como el  GPS, el GLONASS y el Galileo, entre otros.

 

Desarrollo del proyecto

 

El gobierno de India aprobó el proyecto en mayo de 2006, con la intención de que el sistema fuera terminado en 2016. A la fecha, (septiembre 2017), el sistema sigue en construcción debido a problemas técnicos. El primer satélite, el IRNSS-1A, fue lanzado el 1 de julio de 2013 y tuvo problemas con los relojes atómicos. Posteriormente se lanzaron 6 satélites casi idénticos que están en operación. Recientemente -31 de agosto de 2017- se intentó lanzar el reemplazo del IRNSS-1A y su lanzamiento falló debido a que no desplegó su cubierta protectora y el satélite no alcanzó la órbita deseada. En la Tabla 3. se presenta un resumen algunas características de la constelación.

 

Tabla 3. Características de la constelación IRNSS

 

Satélite

Fecha de lanzamiento

Vehículo

Órbita

Status

Observaciones

IRNSS-1A

1 de julio de 2013

PSLV-C22

Geo síncrona

inclinación: 29°

posición orbital: 55°E  

Redundante

Fallaron los relojes atómicos

IRNSS-1B

4 de abril de 2014

PSLV-C24

Geo síncrona

inclinación: 29°

posición orbital: 55°E  

En operación

 

IRNSS-1C

15 de octubre de 2014

PSLV-C26

Geoestacionaria

inclinación: 5°

posición orbital: 83°E

En operación

 

IRNSS-1D

28 de marzo de 2015

PSLV-C27

Geo síncrona

inclinación: 31°

posición orbital: 111.75°E

En operación

 

IRNSS-1E

20 de enero de 2016

PSLV-C31

Geo síncrona

inclinación: 29°

posición orbital: 111.75°E

En operación

 

IRNSS-1F

10 de marzo de 2016

PSLV-C32

Geoestacionaria

inclinación:  5°

posición orbital: 32.5°E

En operación

 

IRNSS-1G

28 de abril de 2016

PSLV-C33

Geoestacionaria inclinación: 5.1°

posición orbital: 129.5°E

En operación

 

IRNSS-1H

31 de agosto de 2017

PSLV-C39

 

Falló el lanzamiento

La cofia no se separó y el satélite no alcanzó su órbita. Iba a ser reemplazo del IRNSS-1A



 



Etiquetas: IRNSS,Sistema de Navegación por Satélite,ISRO,India

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




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