Mecanismo de despliegue y control térmico - ERS1-
Espacio

30 años del primer satélite de observación europeo

ERS-1
ERS-1. Foto: Airbus

Se cumplen 30 años del lanzamiento del primer satélite de observación europeo, el ERS-1, que contó con una importante aportación de la industria española de la mano de la antigua CASA, actual Airbus España. El ERS-1, que fue lanzado el 17 de julio de 1991, proporcionó detalles nunca antes vistos de la superficie de la Tierra y sentó las bases del radar espacial moderno.

Corría la década de 1980 y la industria espacial europea trabajaba en el ambicioso proyecto de su primer satélite de observación terrestre. La española CASA (Construcciones Aeronáuticas Sociedad Anónima), que posteriormente se incorporó en lo que hoy es Airbus realizó una importante aportación suministrando el instrumento del escaterómetro de vientos y el reflector del radar altímetro.

El también conocido como “Wind Scatterometer”, era un instrumento que consistía en 3 antenas de guía de onda dispuestas en forma de U con las alas ligeramente abiertas. Con estas antenas es posible medir la velocidad y la dirección del viento particularmente sobre los océanos, información muy apreciada por el tráfico marítimo y los modelos de predicción del tiempo. El desarrollo anterior de un panel con la tecnología de onda contribuyó a la obtención de este contrato en el primer satélite de observación europeo. Las 3 antenas incluían el control térmico y el cableado, además de los mecanismos de sujeción y suelta, y los de despliegue para las antenas laterales.

Cabe destacar que la actual Airbus España desarrolló y fabricó las antenas de Dispersión del Viento (WSA) para los satélites ERS-1 y ERS-2.  Se realizaron tres modelos para el ERS-1, un Modelo Estructural, mecánicamente representativo, para la calificación estructural a nivel satelital, un Modelo de Ingeniería, totalmente representativo de la configuración de vuelo, que se utilizó para la calificación eléctrica y mecánico / térmica a nivel de antena, y finalmente el Vuelo Modelo. ERS-2 al ser recurrente se entregó solo el modelo de vuelo. Esta experiencia sirvió para ser seleccionado como proveedor de las antenas ASCAT (Advanced SCATterometer antenna) para las misiones MetOp, continuando ahora con las de MetOp Segunda Generación.

La gran antena del ERS-1 era la antena SAR (un radar de apertura sintética de 10m por 1m) realizada por Airbus en Friedrichshafen.  El equipo de CASA se encargó del RMF (Rigid Mounting Frame) o estructura para integrar la SAR al satélite. Fue una de las primeras estructuras tubulares que realizó la empresa en fibra de carbono con encastres de titanio. Con respecto a la antena SAR, también se fabricó en las instalaciones españolas el equipo de tierra necesario para realizar sus ensayos:  una estructura soporte o de montaje para hacer ensayos de vibración y un pórtico de despliegue de la antena SAR ‘deployment scaffold’ que sujetaba los paneles de la antena según se iba desplegando para simular su funcionamiento en ingravidez.

España también suministró el reflector del Radar Altímetro, un reflector de fibra de carbono que incluía la pintura blanca y las mantas de control térmico. Además se suministró el cableado de la antena WSA y el del instrumento AMI (Active Microwave Instrument).

Foto: ESA
Foto: ESA

El equipo humano que participó en ERS-1 ya está jubilado, pero hemos podido dialogar con Francisco Lechón, responsable de comunicación de la división espacial de Airbus en España, que comenzaba a trabajar en esa época en la empresa. En relación a cómo se trabajaba entonces nos detalló “La manera de trabajar en aquella época era muy distinta. Hay que pensar que era una época de crecimiento del sector espacial español. Se estaba pasando del aluminio a la fibra de carbono, la denominada ‘carbonización del espacio’. Se quería saltar deprisa a las tecnologías más avanzadas pero con herramientas anticuadas. Esto hacía que el esfuerzo, independientemente del tiempo que se tardara, fuera mayor. Empezaban a multiplicarse los ordenadores personales y se habían dejado atrás las tarjetas de computación y las pantallas VT de fósforo verde. Empezaban a salir los superordenadores compactos que reducían el tiempo de cálculo de todo un día a tan solo una noche. Word Perfect reinaba a sus anchas y empezaba a vislumbrarse el Microsoft Word y las presentaciones se imprimían en plásticos transparentes para presentarlas con un proyector, casi siempre fuera de foco. Por supuesto no había Internet, se oía hablar de una red de no se sabía qué”

Una antena SIDE con mecanismo de despliegue y control térmico. Foto: Airbus España
Una antena SIDE con mecanismo de despliegue y control térmico. Foto: Airbus España

Y es que 30 años dan para mucho. La División Espacial de CASA se trasladó a Barajas en 1986, entonces ya dominaba bastante el uso de la fibra de carbono adquirió un gran impulso con la llegada del Ariane 5. En 2001, estas instalaciones eran reconocidas como centro de excelencia en materiales compuestos.

Airbus España comenzaba su andadura en la realización de subsistemas, todo un gran paso de un sector que crecía pero que le faltaba peso específico para pasar de los equipos a aportaciones de mayor valor añadido. El satélite Infrared Space Observatory (ISO) fue un buen ejemplo de ello.

El actual responsable de comunicación de la división espacial de Airbus en España explica Cuando la gente oía algo del espacio decía que era de la NASA, muy pocos conocían la ESA. Se ha recorrido mucho camino desde entonces. Aparecen los operadores españoles que dan un gran impulso a la industria espacial. El Minisat-01 del INTA ayudó también a ese crecimiento. Y llegó el momento de salir del cascarón y dedicarse a algo aún mayor: las cargas de pago y los sistemas. El satélite SMOS y su instrumento español MIRAS abrieron el camino a los satélites nacionales ya que se contaba con una cierta capacitación que aconsejaba este cambio. PAZ e Ingenio se fabricarían en España y su contratista principal sería Airbus. Ahora hemos lanzado exitosamente el CHEOPS y empezamos con el desarrollo de la misión Copernicus para medir la temperatura de la superficie terrestre, LSTM. La empresa ha realizado una profunda transformación estos últimos años no sólo en procesos productivos sino en una completa digitalización que permite avanzar más rápido y de manera más efectiva”.

En cuanto a las diferencias entre aquellos primeros satélites de observación y los actuales Francisco Lechón nos explica “El ERS-1 era bastante avanzado para su época, incorporaba fibra de carbono que reducía el peso y por lo tanto se pagaba menos por el lanzamiento. Sin embargo seguía teniendo titanio. Y es que el titanio sobrevive a la reentrada y puede causar algún problema serio si cae en zonas pobladas. Desde que esto fue evidente el uso del titanio se ha reducido drásticamente en el espacio. Ahora, por ejemplo, nos planteamos la problemática medioambiental de los recubrimientos del aluminio o del contenido de las pinturas y las grasas por si son contaminantes. Los satélites de hoy aprovechan al máximo las nuevas tecnologías de producción como la impresión en 3D, nuevos materiales inteligentes, la miniaturización, etc. Producimos satélites con propulsión totalmente eléctrica. Se plantean métodos para evitar nueva basura espacial. En conclusión, se intenta que el espacio sea más limpio”.

 

ERS-1
ERS-1

El satélite ERS-1

Con un peso de 2,4 toneladas, el ERS-1 fue desarrollado y construido bajo la dirección de la actual Airbus Defence and Space por un consorcio industrial de más de 50 empresas de 14 países. Fue el satélite más avanzado y complejo de su época y el primer satélite europeo que contaba con un sistema de radar e instrumentación de microondas para realizar mediciones e imágenes sobre el mar y la tierra. Esto permitió observar por primera vez zonas de la Tierra que a menudo escapan a la vista de los satélites debido a la nubosidad o la niebla frecuentes.

En el corazón del ERS-1, que orbitaba la Tierra a una altitud de 785 km en una órbita polar, había un radar que funcionaba a una longitud de onda de 5,7 cm (correspondiente a una frecuencia de 5,3 GHz en la llamada banda C). Durante cada órbita, el haz escaneaba una franja de 4000 km de largo y 100 km de ancho en la superficie de la Tierra. A partir de ella, se crearon imágenes con una resolución de 30 metros.

Tras nueve años de excelente servicio, más del triple de su vida útil prevista, la misión ERS-1 finalizó el 10 de marzo de 2000. Desde su lanzamiento en julio de 1991, completó 45.000 órbitas y transmitió 1,5 millones de imágenes de radar a la Tierra. Hoy en día, el ERS-1 se considera también un pionero de la investigación medioambiental desde el espacio.