Dos naves espaciales volarán en formación por primera vez con precisión milimétrica

“Proba-3 va a ser la primera misión en la que dos naves volarán por el espacio como un solo cuerpo, apuntando a direcciones seleccionables, y con una precisión submilimétrica, es decir, por debajo del milímetro”, explica a SINC Salvador Llorente, director de este proyecto en SENER, la primera empresa española que lidera una misión de la ESA.

Hasta ahora apenas se han planteado misiones de satélites en formación, como la sueca Prisma, pero en el entorno terrestre y con una precisión de decenas de centímetros.

La nueva misión incluye dos satélites de unos 340 kg y 200 kg, que despegarán en 2017 –se valoran, entre otros, lanzadores de India y EE UU– y que viajarán unidos hasta su separación en una órbita muy excéntrica. Su punto más próximo, el perigeo, estará a solo 600 km de la Tierra. Cada vez que pasen por esta zona irán en un vuelo libre, aunque controlado.

Las operaciones asociadas al vuelo en formación se harán en el tramo más lejano de la órbita, el apogeo, situado a más de 60.000 km de distancia, ya que aquí las perturbaciones gravitatorias se atenúan y no complican ni encarecen las maniobras. En esta región se pondrá a prueba la tecnología y se ejecutarán los ensayos previstos.

El experimento estrella de la corona solar

Una de las naves eclipsará el Sol para estudiar su corona.

Uno de los experimentos estrella de Proba-3 será la ocultación del Sol con una de las naves, de tal forma que la otra –alejada 150 m– podrá analizar la corona solar con un detalle sin precedentes.

El primer satélite, el ocultador, generará un eclipse artificial del Sol para facilitar la recogida de datos que efectuará su compañero, el coronógrofo. Una técnica parecida ya se ensayó en 1975 durante la misión Apolo-Soyuz.

“En cualquier caso, el objetivo principal de esta misión es validar la tecnología de vuelo preciso en formación, y poder alejar las dos naves entre 20 y 250 metros, pero siempre funcionando en conjunto como si fuera una estructura rígida”, subraya Llorente.

El investigador destaca una posible aplicación de esta configuración: “Si se quisieran construir telescopios con una gran longitud focal, se podría montar la lente en uno de los satélites y el detector en el otro, como ya se ha planteado en algún caso –telescopio Xeus de rayos X–”. Así se evitan las grandes estructuras desplegables y se reduce el peso de la carga útil en los lanzamientos.

Proba-3 también servirá para validar varios sensores ópticos y láser, además de los algoritmos necesarios para futuras misiones de vuelo en formación. Distintos experimentos permitirán comprobar que este sistema funciona bien variando las distancias entre los satélites y su dirección de apuntamiento.

También se ejecutaran ensayos de rendezvous, maniobras de aproximación entre naves espaciales, que se podrían aplicar en las misiones a Marte. En concreto en la denominada Mars Sample Return, en la que está previsto traspasar una roca marciana de una nave a otra.

Además, los investigadores testarán sistemas de prevención y emergencia, con la activación de motores y otros dispositivos para evitar el riesgo de colisión entre los satélites, "una circunstancia que supone el final prematuro de cualquier misión”, alerta Llorente.

Aunque la compañía SENER lidera el proyecto por encargo de la ESA, también participan como socios principales Astrium CASA Espacio, y GMV por parte de España, así como QinetiQ Space y Spacebel desde Bélgica. La estación de seguimiento de la misión estará en la localidad belga de Redú, aunque los ajustes entre las dos naves se podrán programar de forma automática.

Los detalles de Proba-3 se han presentado en revistas como Acta Astronautica y en congresos como el International Workshop on Satellite Constellation and Formation Flying (IWSCFF), celebrado recientemente en Lisboa (Portugal). Investigadores y empresas de más de una docena de países participan en este tercer PRoject for On-Board Autonomy (PROBA), la avanzada serie de minisatélites de demostración tecnológica de la ESA.