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¿Cómo se desorbitará Quetzal-2, el segundo satélite guatemalteco?
a desorbitación en órbitas bajas —entre 400 y 800 km de altura— de la Tierra (LEO, en inglés) es necesaria, principalmente, porque los satélites en esta región no pueden permanecer en el espacio de forma indefinida.
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Luego de cumplir su misión, Quetzal-2, el segundo satélite guatemalteco debe desintegrarse al ingresar a la atmósfera. (Foto Prensa Libre, cortesía de UVG)
Aunque comúnmente se piensa que el espacio es completamente vacío, en las órbitas bajas aún existen pequeñas cantidades de partículas atmosféricas, las cuales generan una fricción constante, conocida como resistencia aerodinámica, que reduce lentamente la velocidad de los satélites.
A medida que un satélite pierde velocidad, también pierde altura. Este proceso, conocido como decaimiento orbital, provoca que el satélite descienda progresivamente hacia capas más densas de la atmósfera, hasta que finalmente reingresa y se desintegra, debido a las altas temperaturas generadas.
Más allá de este fenómeno natural, existe una razón adicional de gran importancia: la gestión de la basura espacial. La órbita baja se ha vuelto cada vez más utilizada, y los satélites que permanecen en ella, después de terminar su misión, representan un riesgo potencial de colisión. Estas colisiones pueden generar múltiples fragmentos, aumentando el problema en un efecto en cadena conocido como síndrome de Kessler.
Por esta razón, las buenas prácticas internacionales establecen que los satélites deben ser retirados de órbita en un tiempo limitado, usualmente, dentro de los 25 años posteriores al final de su misión.
En el caso del Quetzal-1, desarrollado en la Universidad del Valle de Guatemala (UVG), este fue colocado en una órbita cercana a los 400 km, donde el efecto de la atmósfera es suficiente para provocar su reingreso natural en un tiempo relativamente corto. Sin embargo, Quetzal-2 operará en una órbita más alta, entre 500 y 600 km.
En este rango, la atmósfera es considerablemente más tenue, por lo que el proceso de decaimiento orbital se vuelve mucho más lento y, sobre todo, menos predecible. Es decir, el satélite eventualmente descenderá, pero no es posible garantizar con certeza en qué momento lo hará.
Desorbitación
Para reducir esta incertidumbre y asegurar el cumplimiento de las recomendaciones internacionales, Quetzal-2 incorpora un sistema de desorbitación pasivo basado en una vela de arrastre.
Para entender cómo funciona este sistema, se debe ver como una secuencia de eventos que ocurre al final de la misión del satélite.
Durante toda su operación en órbita, el sistema de desorbitación permanece completamente inactivo y asegurado dentro del satélite, sin interferir con sus funciones principales.
Cuando la misión concluye, desde la estación en tierra se envía una señal para iniciar el proceso. Esta señal activa un pequeño circuito dentro del módulo, cuyo objetivo es liberar el mecanismo de despliegue.
El sistema utiliza una técnica simple y confiable: una resistencia eléctrica genera calor hasta cortar un hilo que mantiene el mecanismo bloqueado. Al liberarse, se activan estructuras flexibles que estaban almacenadas con energía mecánica, permitiendo que se desplieguen automáticamente.
En pocos segundos, se despliega una vela ligera que aumenta significativamente el tamaño efectivo del satélite. Este cambio incrementa la resistencia con la atmósfera y acelera la pérdida de altura.
A partir de ese momento, el satélite inicia un descenso progresivo. Con cada órbita, la fricción aumenta, lo que acelera aún más el proceso hasta que finalmente el satélite reingresa a la atmósfera terrestre, donde se desintegra.
Simulaciones realizadas por el equipo del proyecto muestran que este tipo de sistema reduce de forma importante el tiempo que el satélite permanece en órbita después de finalizar su misión.
No olvide leer la próxima publicación mensual en esta sección el primer jueves hábil de cada mes.
- Por Gustavo Barrera, director del Departamento de Ingeniería Mecánica, de la Universidad
del Valle de Guatemala
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