Qué hace LabOSat, el laboratorio electrónico dentro de los nanosatélites Fresco y Batata

Un grupo de investigadores que desde hace años desarrolla memorias no volátiles para uso en ambientes hostiles logró llevar su trabajo al espacio. Todo surgió a partir del contacto con Satellogic, la empresa argentina de nanosatélites que recientemente lanzó sus dos primeros productos comerciales: Fresco y Batata, dos nanosatélites de 35 kilos de peso equipados con tres cámaras: una multiespectral, una hiperespectral y una térmica. Esto les pemitirá monitorear campos, realizar análisis de infraestructura y controles de seguridad para la industria petrolera, entre otros servicios.

En el espacio, los componentes de los satélites quedan expuestos a un nivel de radiación mayor que el terrestre. Viajan a unos 27.000 kilómetros por hora y atraviesan fases de sol y de sombra cada una hora y media. Además, en el despegue, deben tolerar vibraciones y una fuerza de gravedad 10 veces mayor que la existente en la superficie de la Tierra.

Fresco y Batata son los primeros nanosatélites comerciales argentinos. Están a 500 kilómetros de altura, miden 80 centímetros de alto, 40 de ancho y 40 de profundidad, y tardan 190 minutos en dar una vuelta completa a la Tierra. Su trayectoria y funcionamiento se controlan desde dos bases terrenas, una ubicada en la localidad bonaerense de Tortuguitas y la otra en Svalbard, Noruega. Satellogic ya firmó cartas de intención con 10 clientes interesados en los servicios que pueden brindar este tipo de satélites.

El equipo de investigadores que desarrolló las plaquetas para experimentos electrónicos LabOSat que se incorporaron a los nanosatélites de Satellogic está liderado por Pablo Levy —físico e investigador del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)— e integrado por investigadores de la Universidad Nacional de San Martín (Unsam), la CNEA y el Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), y por becarios del CONICET. En esas plaquetas el equipo incorporó unas memorias especialmente diseñadas —las MeMOSat —, cuyas propiedades de resistencia eléctrica permiten enviar información útil para estudiar el comportamiento de sus materiales en un ambiente hostil. Se trata de dispositivos que, en caso de llegar a funcionar sin fallas en ese ambiente, podrían producirse como componentes para la industria satelital, además de ser utilizados en otros entornos agresivos, como el industrial y el nuclear.

"Las memorias están compuestas por tres capas de metal-óxido-metal, que permiten guardar información de manera muy segura", explica Federico Golmar, coordinador del equipo y docente de la Unsam. "No tiene sentido usar memorias flash, como las de una cámara de fotos, que tienen un costo muy bajo pero son muy frágiles. En cambio, nosotros diseñamos una memoria de pocos bits pero muy segura, adaptable a las necesidades de almacenamiento de información en un satélite, en lo profundo de un pozo petrolero o en un reactor nuclear", detalla.

Las plaquetas LabOSat también funcionan como pequeños laboratorios que permiten el testeo de otros componentes electrónicos. "Los datos enviados por el satélite permiten verificar el correcto funcionamiento de las memorias y de otros componentes que se prueban en la plaqueta, analizar variaciones sufridas por los materiales y comprobar si hubo pérdida de datos por el ambiente hostil", agrega Golmar.

En abril de 2013, Satellogic lanzó Capitán Beto, el primero de sus satélites, que sirvió como prueba de concepto para los siguientes. Poco tiempo después, la empresa puso en órbita a Manolito y Tita —este último de mayor complejidad y unos 25 kilos de peso —. La memoria de Tita incluyó una plaqueta para medir las propiedades eléctricas que inspiró la creación de MeMOSat. "Estamos en una etapa de aprendizaje y queremos entender cómo se comportan estas memorias. Hacemos mediciones para saber si los datos almacenados se degradaron y, si lo hicieron, cuándo ocurrió y de qué manera", indica Golmar. "La plaqueta trabaja en diversos experimentos, cuyos datos transfiere a la Tierra a través del satélite. Posteriormente, Satellogic nos envía esos datos para que podamos analizarlos" amplía.

Así, para el lanzamiento de Fresco y Batata se creó la plaqueta LabOSat, que habilita la experimentación con otros dispositivos, provenientes de diversos grupos de investigación. "Es un laboratorio en miniatura ideado para medir propiedades de dispositivos", define Golmar. Gracias a ello, a las memorias diseñadas por el equipo argentino también se sumaron dosímetros de un grupo de la Facultas de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA) y transistores no convencionales provenientes del centro europeo de investigación Nanogune (País Vasco).

Satellogic permitió que las plaquetas pudieran ser incluidas en sus satélites sin costo, como una manera de contribuir a la investigación y como forma de agradecimiento por los aportes que ha hecho el Estado a su desarrollo, ya que han recibido subsidios y créditos blandos del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación. Como condiciones, la empresa pidió que la plaqueta no pesara más de 100 gramos y no consumiera más de 1 watt, además de que pueda ser apagada en caso de que ponga en riesgo los sistemas del satélite.

"Veníamos con esta idea de sumarnos a un satélite y sabíamos que Emiliano Kargieman, el CEO de Satellogic, daría una charla en la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA. Fuimos a verlo –junto con Pablo Levy– y cuando terminó nos acercamos y le contamos lo que estábamos haciendo con estas memorias. Nos dijo que en la empresa INVAP –donde Satellogic atravesó un período de incubación– ya le habían contado sobre nosotros y nos dejó su tarjeta. Nos encontramos en junio de 2013 y, en marzo del 2014, ya habíamos hecho la primera plaqueta, que se incorporó a Tita. Nos dijeron que en su momento el Ministerio los había ayudado y que si ellos podían ayudar a un grupo de investigación estarían contentos de hacerlo. Es una colaboración científica con una empresa privada y no es común que se puedan hacer estas cosas", dice Golmar, quien anticipa que están trabajando en una nueva plaqueta que tendrán que entregarle a Satellogic en julio, para que pueda ser sumada al próximo lanzamiento, previsto para noviembre.

A diferencia de los satélites convencionales, que pesan entre una y tres toneladas, y tienen un promedio de vida de 10 años, estos nanosatélites solo duran tres, pero cuestan 100 veces menos. Esta disminución en el promedio de vida hace que la constelación de satélites que la empresa tiene pensado construir pueda estar más actualizada en términos tecnológicos. Para fin de 2017, Satellogic tiene previsto contar con 25 satélites ya lanzados y, hacia 2020, habrá construido cientos de ellos.

Matías Alonso / Agencia TSS