La mayoría de los CubeSats pesan menos que una bola de boliche y algunos son lo suficientemente pequeños como para caber en la mano. Pero el impacto que estos instrumentos están teniendo en la exploración espacial es gigantesco. Los CubeSats, satélites en miniatura, ágiles y baratos, están revolucionando la forma en que los científicos estudian el Cosmos.
Un CubeSat de tamaño estándar es diminuto y pesa alrededor de 2 kilogramos. Algunos son más grandes, quizás cuatro veces el tamaño estándar, pero otros no pesan más de una libra.
Como profesor de ingeniería eléctrica e informática que trabaja en nuevas tecnologías espaciales, puedo decir que los CubeSats son una forma más sencilla y mucho menos costosa de llegar a otros mundos.
En lugar de llevar muchos instrumentos con una amplia gama de propósitos, estos satélites del tamaño de una pinta generalmente se centran en un objetivo científico específico, ya sea descubrir exoplanetas o medir el tamaño de un asteroide. Son accesibles para toda la comunidad espacial, incluso para pequeñas empresas privadas y laboratorios universitarios.
Pequeños satélites, grandes ventajas
Las ventajas de los CubeSats sobre los satélites más grandes son significativas. Los CubeSats son más baratos de desarrollar y probar. Ahorrar tiempo y dinero significa misiones más frecuentes y diversas, así como menos riesgos. Esto por sí solo aumenta el ritmo de los descubrimientos y la exploración espacial.
Los CubeSats no viajan por sus propios medios. En cambio, se “acompañan” como parte de la carga útil de lanzamiento de una nave espacial más grande. Colocados en contenedores, son expulsados al espacio mediante un mecanismo de resorte unido a sus dispensadores. Una vez en el espacio, se encienden. Los CubeSats suelen completar sus misiones quemándose cuando entran en la atmósfera de la Tierra después de que sus órbitas decaen lentamente.
Caso concreto: un equipo de estudiantes de la Universidad de Brown construyó un CubeSat en menos de 18 meses por menos de 10.000 dólares. El satélite, del tamaño aproximado de una barra de pan y desarrollado para estudiar el creciente problema de los desechos espaciales, fue lanzado desde un cohete SpaceX en mayo de 2022.
Un CubeSat puede pasar del diseño al espacio en menos de un año.
Tamaño más pequeño, propósito único
Por supuesto, enviar un satélite al espacio no es nada nuevo. La Unión Soviética lanzó el Sputnik 1 a la órbita terrestre en 1957. Actualmente, hay alrededor de 10.000 satélites activos y casi todos están involucrados en comunicaciones, navegación, defensa militar, desarrollo tecnológico o observación y estudio de la Tierra. Sólo unos pocos, menos del 3%, están explorando el espacio distante.
Esto está cambiando ahora. Los satélites grandes y pequeños se están convirtiendo rápidamente en la columna vertebral de la investigación espacial. Estas sondas espaciales ahora pueden viajar largas distancias para estudiar planetas y estrellas, lugares donde la exploración humana o los aterrizajes de rovers son costosos, arriesgados o simplemente imposibles con la tecnología actual.
Pero el costo de construir y lanzar satélites tradicionales es considerable. La sonda Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, lanzada en 2009, tiene aproximadamente el tamaño de una minivan y costó alrededor de 600 millones de dólares. La sonda Mars Reconnaissance Orbiter, con una envergadura equivalente a la longitud de un autobús escolar, costó más de 700 millones de dólares. El Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea, una sonda de 1.800 kilogramos diseñada para estudiar el Sol, costó 1.500 millones de dólares. Y el Europa Clipper, del largo de una cancha de baloncesto y cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024 para estudiar Europa, una de las lunas de Júpiter, costará 5.000 millones de dólares.
Estas sondas relativamente grandes y sorprendentemente complejas son vulnerables a posibles fallos, algo que no es infrecuente. En un abrir y cerrar de ojos, años de trabajo y cientos de millones de dólares pueden literalmente perderse en el espacio.
Los científicos de la NASA preparan la nave espacial ASTERIA para su lanzamiento en abril de 2017.NASA/JPL-Caltech
Explorando la Luna, Marte y la Vía Láctea
Como son tan pequeños, los CubeSats pueden enviarse al espacio en grandes cantidades en un solo lanzamiento, lo que reduce aún más los costos. Al lanzarlos en grandes lotes, conocidos como constelaciones, varios dispositivos pueden realizar observaciones del mismo fenómeno.
Por ejemplo, como parte de la misión Artemis I en noviembre de 2022, la NASA lanzó 10 CubeSats. Los satélites ahora están tratando de detectar y mapear dónde hay agua en la Luna. Estos descubrimientos son cruciales, no sólo para las próximas misiones Artemis, sino también para los planes para mantener una presencia humana permanente en la superficie lunar. Estos CubeSats cuestan 13 millones de dólares.
Los MarCO CubeSats, dos de ellos, acompañaron a su vez a la sonda Insight de la NASA a Marte en 2018. Sirvieron como retransmisión de comunicaciones en tiempo real con la Tierra durante la entrada atmosférica, el descenso y el aterrizaje de Insight en la superficie marciana. Como beneficio adicional, capturaron fotografías del planeta con cámaras gran angular. Cuestan alrededor de 20 millones de dólares.
Los CubeSats también han estudiado estrellas y exoplanetas cercanos, que son mundos fuera del Sistema Solar. En 2017, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lanzó ASTERIA, un CubeSat que observó 55 Cancri e, también conocido como Janssen, un exoplaneta ocho veces más grande que la Tierra, orbitando una estrella a 41 años luz de nosotros. Al reconfirmar la existencia de este mundo lejano, ASTERIA se convirtió en el instrumento espacial más pequeño para detectar un exoplaneta.
Dos misiones espaciales CubeSat más notables están en camino: HERA, cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024, lanzará los primeros CubeSats de la Agencia Espacial Europea con destino al espacio profundo para visitar el sistema de asteroides Didymos, que orbita el Sol entre Marte y Júpiter, en el cinturón de asteroides.
Y el satélite M-Argo, cuyo lanzamiento está previsto para 2025, estudiará la forma, la masa y los minerales de la superficie de un asteroide que pronto recibirá nombre. Del tamaño de una maleta, M-Argo será el CubeSat más pequeño que llevará a cabo su propia misión independiente en el espacio interplanetario.
El rápido avance y las importantes inversiones ya realizadas en las misiones CubeSat podrían ayudar a convertir a los humanos en una especie multiplanetaria. Pero este viaje será largo y depende de que la próxima generación de científicos desarrolle este sueño.
Mustafa Aksoy trabaja para la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY) en Albany y la Fundación de Investigación de SUNY. Recibe financiación de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y las Universidades Asociadas de Oak Ridge (ORAU). Es miembro senior del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE).
