•Notícia

Concebut per funcionar com una constel·lació de satèl·lits, el ³Cat-1 (per CubeCat-1) és un dels primers nanosatèl·lits el món que incorpora en una sola plataforma més d’una càrrega útil, és a dir, més d’un element per estudiar a l’espai. El llançament del ³Cat-1 permetrà fer in situ experiments científics i analitzar el comportament d’un material o d’una tecnologia. Aquestes càrregues es poden definir, per tant, com a “demostradors tecnològics”. Una part d’aquesta tecnologia existeix al mercat i té un ús tan quotidià com els xips o els transmissors receptors de comunicacions sense fil dels telèfons mòbils.

El projecte ³Cat-1, que es desenvolupa al NanoSat Lab, és objecte de la tesi doctoral de Roger Jové, en el qual treballen un equip d’11 estudiants i estudiantes en el marc de l’assignatura Projectes Avançats d’Enginyeria. Aquesta iniciativa, en la qual participen altres investigadors de la UPC, té una missió concreta: la creació i el llançament a l’espai d’un nanosatèl·lit de tercera generació, preparat per fer sis experiments a bord. Aquest es posarà en òrbita en algun dels llançaments previstos per les agències espacials internacionals durant l’any 2014.

En les darreres dues dècades, la Universitat ha promogut especialment la recerca en l’àmbit de les tecnologies i aplicacions vinculades a l’espai, que s’ha plasmat en la participació d’investigadors i investigadores en missions espacials internacionals de gran envergadura o en vols parabòlics en els quals els estudiants han experimentat en condicions de microgravetat.

Des de diversos camps, que van des de l’astronomia i l’astrodinàmica, la navegació per satèl·lit o l’observació de la Terra, fins a les comunicacions òptiques, les antenes i els circuits de radiofreqüència, s’han generat a la Universitat coneixements, recursos i equipaments. Una part d’aquests avenços ha cristal·litzat en la creació del NanoSat Lab, una iniciativa interdepartamental, afavorida per l’ETSETB de la UPC, amb el suport de l’IEEC.

Ubicat al Campus Nord de la UPC i dirigit per Adriano Camps, professor del Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, juntament amb els professors Juan Ramos i Eduard Alarcón, del Departament d’Enginyeria Electrònica, el NanoSat Lab s’ha constituït amb una triple vocació: educativa, científica i de servei, ja que, a diferència d’altres laboratoris en aquest àmbit, ofereix a empreses i institucions la possibilitat de qualificar els components que es volen enviar a l’espai.

I és que els petits satèl·lits tenen també avantatges econòmics: d’una banda, requereixen una inversió molt inferior a la dels satèl·lits. Si un nanosatèl·lit pot costar entre cent i dos-cents mil euros, un satèl·lit  convencional pot implicar una inversió molt superior. D’altra banda, es poden posar en òrbita aprofitant altres llançaments. Per tant, aquests sistemes obren la porta a iniciatives espacials menys costoses, com les que s’estan duent a terme al NanoSat Lab.

Una de les tecnologies que s’assajarà al ³Cat-1 serà un transistor de grafè desenvolupat pel professor Max Lemme, del Reial Institut de Tecnologia (KTH) d’Estocolm (Suècia). Els transistors són components fets amb silici que formen part de la majoria de dispositius electrònics d’ús comú. La idea en la qual treballa el grup del KTH és fer transistors amb grafè per aplicar-los en tecnologies espacials. L’experiment dins del 3Cat-1 servirà per comprovar el comportament del grafè en les condicions de l’espai.

També s’analitzarà com afecta l’impacte de partícules energètiques altament carregades mitjançant un comptador Geiger comercial, un instrument que mesura les partícules radioactives i les radiacions ionitzants. El mateix comptador servirà també per mesurar l’impacte de la radiació en altres experiments que s’assajaran a bord del nanosatèl·lit.

Així mateix s’assajaran són cèl•lules solars desenvolupades pel professor Pablo Ortega, del Departament d’Enginyeria Electrònica, concebudes per tenir un bon rendiment a l’espai, i polímers que s’utilitzen habitualment en components electrònics.

Un altre experiment, desenvolupat pels professors Manuel Domínguez i Joan Pons i pel doctorand Sergi Gorreta, és un sistema microelectromecànic (MEMS) ressonant que servirà per monitorar, per primer cop in situ, com l’oxigen monoatòmic ataca un polímer, d’interès en aplicacions electròniques. L’oxigen monoatòmic és molt reactiu i és present en òrbites de baixa alçada.

A bord del nanosatèl·lit també és posarà a prova un nou sistema de recol·lecció d’energia ambiental creat al NanoSat Lab. Aquesta tecnologia es basa en la diferència de temperatura entre l’exterior i l’interior del petit satèl·lit (entre 5 °C i 10 °C). L’objectiu és que alimenti perpètuament la balisa de telecomunicacions que identifica el ³Cat-1 fins i tot més enllà de la vida útil del minúscul aparell.

En el mateix ³Cat-1 es comprovarà el funcionament d’una tecnologia desenvolupada per transmetre, sense fil, energia a l’espai. És el camp en el qual treballa Elisenda Bou en la seva tesi doctoral, que desenvolupa a cavall de l’ETSETB i l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) dels Estats Units. La transferència d’energia sense cables és una tècnica que permet distribuir energia elèctrica sense suport material i que es podria aplicar a dispositius de la llar, com ara mòbils, televisors o la Internet de les coses.

En aquest cas, la recerca d’Elisenda Bou, finançada per Thales Alenia Space Espanya, es basa en la utilització de satèl·lits modulars, és a dir, de conjunts de mòduls especialitzats que, connectats entre si, actuen com un sol satèl·lit. Però cal saber com els afecta el plasma present a l’espai i si es degrada o no l’enllaç d’energia sense fil.

Fa dos anys l’ETSETB va apostar perquè els nanosatèl·lits fossin la temàtica estrella de l’assignatura Projectes Avançats d’Enginyeria (PAE), en la qual els estudiants treballen en grup per assolir un projecte concret i complex. Els nanosatèl·lits són aparells de petit volum (uns deu centímetres cúbics), amb un pes inferior a un quilogram i que es poden desenvolupar entre grups d’estudiants.

Es tracta d’un sistema complex que conté tota la carrera d’enginyeria de telecomunicacions i d’electrònica, i, per tant, una plataforma educativa ideal per posar en pràctica coneixements adquirits de tecnologies espacials. Des de fa dos anys, l’extensió del seu ús a funcions científiques i de comunicacions ha significat la democratització de l’accés a l’espai.

El disseny del ³Cat-1, que va rebre un fort impuls el curs passat de l’estudiantat de l’ETSETB, està fet a base de mòduls que es podran aprofitar en futures generacions del petit satèl·lit. De fet, ja es treballa en la segona versió, el 3³Cat-2, objecte de la tesi doctoral d’Hugo Carreño. La nova versió té una mida similar a la d’un foli (20x30 cm i 10 cm d’alçada) i contindrà càrregues útils enfocades a la teledetecció, mitjançant senyals d’oportunitat GPS reflectits a la superfície del mar.

Tant en la concepció del giny com en els avenços que viatjaran a l’interior, en el ³Cat-1 hi han participat també estudiants de grau, de màster i de doctorat, així com altres professors i personal investigador de la UPC o d’altres centres de recerca.

El NanoSat Lab ha esdevingut, en dos anys, una infraestructura que utilitzen actualment una trentena de persones i que està obert a l’estudiantat i a la comunitat científica. Des del març passat també està al servei de les petites o mitjanes empreses i entitats o col·lectius que vulguin llançar petits satèl·lits a l’espai. I és que, com expliquen els seus directors, el NanoSat Lab és una de les poques instal·lacions europees (les més properes són a Madrid i Tolosa) que disposa dels recursos necessaris per qualificar, tant tecnològicament com des del punt de vista normatiu, els components que s’han de posar en òrbita. Aquests, que generalment tenen un origen comercial i estan dissenyats per tenir una vida útil a la Terra, han de resistir les vibracions del llançament, així com els efectes dels cicles tèrmics extrems o de les partícules ionitzants (radiació solar).