De la universidad al espacio con un satélite ‘hecho en casa’

En una pequeña sala limpia, dos jóvenes con bata blanca, gorro, mascarilla y calzas, manipulan la estructura de un cubo metálico de medio metro de lado. Manejan láminas de panel solar y de manta térmica. En las estanterías hay unos cuantos equipos electrónicos. Cuando esté terminado lo que ahora es un cajón de aluminio, el año que viene, se colocará en un cohete y saldrá al espacio. En este mismo edificio estará el centro de control de la misión. El satélite es el UPMSAT-2, los dos jóvenes son estudiantes de doctorado de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos (ETSIA) y su taller espacial está a las afueras de Madrid, en el campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica, en concreto en el Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio da Riva (IDR/UPM).

“Mientras mis compañeros están haciendo proyectos teóricos, en ordenadores, yo estoy trabajando en un satélite de verdad, con piezas que van a ir al espacio”, dice Carlos de Manuel, 22 años. En el UPMSAT-2 se ocupa del esquema eléctrico: la batería, los paneles solares, etcétera. “Es un proyecto espacial de verdad”, dice Isabel Pérez Grande, responsable del área de control térmico espacial. Ella hizo el doctorado precisamente con el precursor de este satélite en construcción, el UPMSAT-1, que voló en el espacio en 1995. “Fue una experiencia apasionante: yo era estudiante pero estaba trabajando con el sector espacial a fondo...”, recuerda esta profesora de aeronáuticos.

El proyecto ronda el millón de euros y el lanzamiento saldrá gratis

“En el satélite volarán, sobre todo, equipos y componentes de diversas empresas, incluido el ordenador principal, para su certificación de vuelo espacial”, explica José Meseguer, director del instituto. El coste del proyecto, continúa, ronda el millón de euros y el lanzamiento saldrá gratis, ya que el Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) ha facilitado la puesta en órbita del pequeño UPMSAT-2 en el mismo cohete en el que saldrá, el año que viene, el satélite español de observación de la Tierra Ingenio. Para este proyecto también obtienen piezas gratis de empresas espaciales, continúa Meseguer, catedrático de la ETSIA. El objetivo, además de la faceta de formación de jóvenes ingenieros, es lograr la construcción en serie de este pequeño satélite para múltiples usos en el espacio y con un coste de unos 600.000 euros.

En el Instituto Ignacio da Riva, donde trabajan casi 40 personas entre profesores, doctorandos, estudiantes y personal técnico, se desarrollan más actividades espaciales, como la participación en los proyectos Solar Orbiter y ExoMars, de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Y ahora están poniendo en operación la denominada sala de diseño concurrente, cedida precisamente por la ESA, donde una docena de personas pueden desarrollar un proyecto de ingeniería de manera que toda modificación o aportación de cada miembro del equipo se refleja inmediatamente en el resultado general y en los sectores afectados en los que están trabajando otros, explica Ignacio Torralba, de 29 años, físico, que hace su doctorado con la cámara de vacío del instituto. “La sala es la única instalación de este tipo que hay en España”, destaca Meseguer.

Con una maqueta, descubrieron la causa de la caída de un avión en 2011

Del vacío espacial a la atmósfera terrestre: la otra gran actividad del instituto tiene que ver con la aerodinámica, en gran parte mediante contratos con arquitectos y empresas de ingeniería que necesitan estudiar y probar sus diseños en condiciones lo más reales posible para ver qué problemas pueden surgir y cómo van a reaccionar sus construcciones ante el viento, las corrientes o en el desplazamiento.

“Estudiamos, por ejemplo, la aerodinámica de los trenes de alta velocidad”, explica Sebastián Franchini, de quien depende el área de ensayos en túnel, mostrando una maqueta del tren de alta velocidad para la línea La Meca-Medina, en Arabia Saudí. Con esa técnica han medido en estas instalaciones “las fuerzas que actúan sobre el tren a 300 kilómetros por hora”, añade. Hacen las maquetas de madera o de PVC, con la técnica de impresora 3D para que una máquina vaya construyendo físicamente, capa a capa, el modelo siguiendo las instrucciones detalladas en el ordenador. Ahora, en un largo túnel de viento tienen todo listo para un análisis con la técnica de velocimetría de imagen de partículas. Las partículas de aceite en suspensión en el aire se iluminan con láser y así se pueden grabar los flujos en movimiento y las turbulencias alrededor de la maqueta en estudio, por ejemplo un puente o un alto edificio.

Este equipo analizó el tejado de la T-4 de Barajas y varias torres de control

“Este, por ejemplo, es un edificio de unos 200 metros de altura, en Benidorm, con la fachada de cristales, y en los ensayos se obtuvo información para tener en cuenta esos factores en el diseño”, explica Franchini. “Llevamos ya 18 puentes”, añade Meseguer, y cuenta cómo ellos encontraron la solución para uno que vibraba peligrosamente en Extremadura, con vientos de 30 kilómetros por hora. El remedio fue añadir unos tejadillos al diseño original. “Estudiamos también los tejados de la T-4 de Barajas para comprobar que no los levantaría el viento y, desde entonces, hemos analizado el diseño de todas las torres de control en España, además de varias en otros países”, recalca.

Franchini explica que cuentan ahora con un peculiar contrato para hacer el estudio aerodinámico de un arco que se proyecta para Catar, “como una catarata de agua, de 100 metros de ancho y 50 de alto... con un caudal superior al del Támesis”. Y menos singular, pero no menos importante, es el estudio de aerogeneradores en los túneles de viento, para determinar cómo reaccionarán con la velocidad del aire y cuando este sopla de diferentes direcciones. Las palas de los modernos molinos son muy flexibles y vibran mucho, lo que afecta a su aerodinámica y, si no se tiene en cuenta este factor, se estropean antes. Una maqueta de más de un metro de diámetro reproduce la isla chilena de Juan Fernández. “Se cayó un avión, un Casa C212 Aviocar, en 2011, en su segundo intento de aterrizaje, y Airbus nos encargó investigar, buscar una explicación de lo ocurrido”, dice Meseguer, mostrando en la maqueta la ladera de una montaña donde el viento, según descubrieron estos ingenieros, jugó una mala pasada al avión.

“Formamos buenos ingenieros con experiencia” dice el director del centro

El espacio atrae a los estudiantes, y el Instituto Ignacio da Riva elige a los mejores que se presentan. “Estamos preparando un máster oficial”, señala Meseguer, y resalta que los 15 o 20 estudiantes que participaron en el UPMSAT-1 fueron todos a trabajar al sector espacial, en España o en Europa. “No podemos olvidar que con nuestros proyectos y contratos con la industria... lo que ofrecemos a la sociedad son buenos ingenieros con experiencia de trabajo en un proyecto real”.