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La nueva Estación de Seguimiento de la ESA en Malargüe, Argentina: Dosier informativo

14/12/2012 5440 views 11 likes

La inauguración en diciembre de 2012 de una nueva estación de seguimiento de satélites en Malargüe (Argentina) marca la consecución del trío de estaciones de antenas para la exploración del espacio profundo (DSA, por sus siglas en inglés) de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) y confirma a la ESA como una de las organizaciones espaciales con la tecnología más avanzada del mundo.

Junto a DSA 1 en New Norcia (Australia) y DSA 2 en Cebreros (España), la estación DSA 3 de Malargüe constituye la última pieza para alcanzar e una cobertura en circunferencia de 360° para sondas de espacio profundo, que suelen operar a más de 2 millones de km de la Tierra, donde las comunicaciones requieren un apuntado mecánico y una calibración de alta precisión.

Las tres estaciones DSA están equipadas con discos parabólicos de 35 metros de diámetro que proporcionan el aumento necesario tanto en el alcance como en la velocidad de transmisión de datos, necesario para las actuales y futuras misiones de exploración, como la Mars Express, Venus Express, Rosetta, Herschel, Planck, Gaia, Euclid, BepiColombo, Solar Orbiter y Juice.

También cuentan con instalaciones para realizar experimentos científicos en el rango de las ondas de radio, que permiten a los científicos estudiar las características de la materia a través de la cual viajan las señales de comunicación nave-tierra.

En la actualidad y en el futuro, los satélites y las sondas robóticas exploran el espacio profundo, visitando mundos extraterrestres para recopilar y conseguir cada vez más cantidad de datos vitales. Estas misiones ayudan a los científicos a entender los orígenes y la evolución de nuestro Sol, los planetas, asteroides y lunas, la formación de nuestro Sistema Solar y las posibilidades de que haya vida en otros lugares.

Esto, a su vez, requiere que la red europea de seguimiento de la ESA (ESTRACK, por sus siglas en inglés) amplíe su capacidad, desarrolle nueva tecnología para las estaciones, cambie a rangos y frecuencias de bits más elevados, mejore los protocolos de comunicación e invierta en activos e infraestructuras para servir de soporte a las misiones que están previstas, al tiempo que se coopera con otras agencias y se impulsan la eficiencia y la rentabilidad para todos.

Calendario

En 1998, la ESA decidió establecer su propia red para el seguimiento de las sondas de espacio profundo a fin de hacer frente a las previsiones de rápido aumento del número de misiones interplanetarias. El objetivo era establecer tres estaciones terrestres a una distancia de unos 120º de longitud con la intención de proporcionar una cobertura continua durante la rotación de la Tierra.

La primera estación de la ESA, DSA 1, fue terminada en 2002 en Australia. DSA 2, en España, se finalizó en 2005.

Con sus nuevas estaciones, la ESA se independizó de la Red de Espacio Profundo de la NASA para controlar sus misiones de espacio profundo. Sin embargo, las dos agencias han reconocido la importancia de que las estaciones de la ESA rastreen y controlen los satélites de la NASA y viceversa, además de tener un control más fiable de sus propios satélites. La existencia de redes separadas pero interoperables representa también una ventaja en caso de que se produzca una emergencia con los satélites o de que una estación presente una avería.

Estaciones DSA de ESTRACK y construcción de la estación en Malargüe

1998	ESA decide establecer su propia red para el seguimiento de las sondas de espacio profundo a fin de hacer frente a las previsiones de rápido aumento del número de misiones interplanetarias. El objetivo es establecer tres estaciones terrestres a una distancia de unos 120º de longitud con la intención de proporcionar una cobertura continua durante la rotación de la Tierra.
05/03/2003	Inauguración de DSA 1, la primera estación de espacio profundo de 35m de la ESA, en New Norcia, Australia Occidental.
28/09/2005	Inauguración de DSA 2, segunda estación de espacio profundo de 35 m de la ESA, en Cebreros, España.
22 de junio de 2009	Se elige un lugar cerca de Malargüe, en la provincia de Mendoza, en Argentina, para la tercera estación DSA, tras evaluar concienzudamente otras opciones en Argentina y Chile.
Enero de 2010	Comienza la construcción de DSA 3 en el emplazamiento “baldío”, a 45 km por carretera desde Malargüe (30 km de visión despejada).
En 2010 –Dic 2011	Siguen las obras, se colocan los cimientos de hormigón, se instala la estructura de soporte de la antena, se instala el servomecanismo de la antena, los servicios del lugar (agua, electricidad, comunicaciones), la carretera, la valla, la planta de electricidad con sistema de alimentación ininterrumpida y el sistema de seguridad con alambrado e iluminación
07/12/2011	Se coloca el disco reflector de la antena de 35 m de diámetro y 100 toneladas de peso
14/06/2012	Se reciben las primeras señales de la Mars Express, que está en órbita alrededor de Marte, a 193 millones de km de la Tierra.
Sep-Oct 2012	Se realizan las pruebas regulares de comunicación con las sondas Venus Express, Mars Express, Herschel, Planck de la ESA y la nave Kepler de la NASA; Kepler es una misión en órbita alrededor del Sol que se encuentra aproximadamente a 1 AU (150 millones de km) de la Tierra.
Nov 2012	Se realizan las comprobaciones técnicas finales de las funciones de la estación DSA 3 y se produce el traspaso interno al Departamento Operativo de Misiones de la ESA desde el Departamento de Ingeniería de Sistemas Terrestres[1]

Dec 2012	Inauguración formal
Principios de 2013	La DSA 3 entra en servicio rutinario

[1] El diseño, la arquitectura, la ingeniería, el mantenimiento y la cooperación industrial para todas las estaciones de seguimiento de la ESA son responsabilidad del Departamento de Ingeniería de Sistemas Terrestres en ESA/ESOC, Darmstadt.

Operaciones

Al igual que todas las estaciones de la red ESTRACK, las estaciones DSA están controladas remotamente desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC, por sus siglas en inglés, en Darmstadt, Alemania).

Pueden realizar el seguimiento de las misiones operadas por la ESA, por otras agencias europeas o por la NASA y sus socios internacionales, gracias al apoyo que la ESA presta al desarrollo y la adopción de estándares técnicos reconocidos a escala internacional.

En general, todas las estaciones de la red ESTRACK proporcionan más de 44.000 horas anuales de servicios de seguimiento, prestando apoyo a múltiples misiones de la ESA y externas.

Perfil técnico de la estación

En el futuro, las misiones en el espacio profundo generarán cada vez más cantidad de datos desde cientos de millones de kilómetros, lo que requerirá frecuencias superiores para aumentar la capacidad de transmisión de datos. Por este motivo, la ESA ha añadido la capacidad de recepción de señales de banda Ka en las estaciones de Cebreros (DSA 2) y de Malargüe (DSA 3), lo cual mejora considerablemente las capacidades de la red de la Agencia.

La DSA 3 también está preparada para recibir señales en banda K (25,5–27 GHz) de futuras misiones que necesiten la alta cantidad de datos que puede transmitirse en dicha banda, gracias al mayor ancho de banda. Este tema se está estudiando actualmente para la misión Euclid. Las estaciones DSA también usan transmisores de banda S (DSA 1) y de banda X (DSA 1, DSA 2 y DSA 3) de hasta 20 kW para enviar telecomandos al espacio.

Los amplificadores de bajo ruido, refrigerados a una temperatura de 15 grados Kelvin (-258 grados Celsius), permiten recibir señales ultradébiles desde el espacio profundo. A su vez, los relojes atómicos permiten realizar mediciones radiométricas muy precisas, necesarias para localizar y guiar las sondas espaciales con precisión.

Por ejemplo, la fuerza aproximada de la señal de la misión de la NASA Mars Science Lab (MSL), cuyo seguimiento corrió a cargo de la estación de espacio profundo de 35 m de la ESA en New Norcia (Australia), el 6 de agosto de 2012, fue de 0.0000000003162 milivatios. ¡Un smartphone 3G típico transmite a 125 milivatios! (La estación argentina tiene una sensibilidad notablemente mejor que la de New Norcia.)

Perfil técnico de la DSA 3

Nombre de la estación:	DSA 3 Malargüe
Ubicación:	30 km al sur de la ciudad de Malargüe, provincia de Mendoza, Argentina; 1.000 km al oeste de Buenos Aires
Centro de control:	Operada remotamente desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), Darmstadt, Alemania. El equipo de ingenieros para el contrato local corresponde a Telespazio Argentina, una filial de Telespazio (Finmeccanica/Thales) y trabajará sobre el terreno para realizar el mantenimiento rutinario y las operaciones locales.
Diámetro del reflector de la antena:	35 m
Altura:	40 m
Velocidad máxima o rotación y elevación (todos los ejes):	1 grado/segundo
Precisión de enfoque:	Dentro de 6 miligrados
Peso total:	2.520 toneladas
Peso de la antena móvil:	610 toneladas
Transmisión:	Un amplificador de 20 kW de potencia permite la transmisión de señales a cientos de millones de km en el espacio. Otros amplificadores proporcionan una potencia de frecuencia de radio (FR) de 2 kw y 500 W.
Sensibilidad de recepción:	Los amplificadores de bajo ruido, refrigerados a una temperatura de 15 grados Kelvin (-258 grados Celsius), permiten recibir señales ultradébiles desde el espacio profundo.

Construcción

El 22 de junio de 2009, la ESA informó a las autoridades argentinas de que se había elegido una zona a 30 km al sur de la ciudad de Malargüe en la provincia de Mendoza, a unos 1.200 km al oeste de Buenos Aires, como la mejor opción para construir una nueva antena de 35 metros como soporte para sus programas.

El acuerdo para construir y explotar la estación se firmó en Argentina el 16 de noviembre de 2009 y tiene una duración prevista de 50 años. El acuerdo incluye una serie de beneficios, instalaciones y servicios que debe proporcionar Argentina. A cambio, la ESA pondrá a disposición de Argentina un 10% del tiempo de servicio de la antena para los proyectos científicos nacionales en el espacio.

La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) es responsable, por lo que respecta a la parte argentina, de la implementación del acuerdo. La CONAE también se encarga de coordinar a escala nacional el uso del 10% del tiempo de servicio de la antena tal y como figura en el acuerdo.

La construcción comenzó en enero de 2010, y la estación estaba prácticamente finalizada en la primavera de 2012. Las primeras señales de prueba de la Mars Express, en órbita alrededor de Marte a 193 millones de km de la Tierra, se recibieron el 14 de junio de 2012.

La ESA ha trabajado con un consorcio industrial internacional y nacional para la construcción de cada una de las tres estaciones DSA, lo que permite adaptar la construcción a las condiciones locales en los tres países.

En Malargüe, la construcción de la antena y del equipo relacionado se encargó por contrato a SED Systems (Canadá) y Vertex Antennetechnik (Alemania).

El consorcio industrial implicado en el proyecto de la DSA 3 incluye:

La construcción de la antena y del equipo relacionado, que se encargó por contrato a SED Systems (Canadá) y Vertex Antennetechnik (Alemania)
Implicación del sector europeo en el proyecto: Actia Sodielec (FR), Callisto (FR), Esteyco (ES), Femto (FR), Mirad (CH), NDSatcom (DE), Timetech (DE), T4Science (CH), Weiss Klimatechnik (DE), entre muchos otros
La construcción de los edificios, la infraestructura y el equipo auxiliar, llevada a cabo por un consorcio local formado por Carlucci, Pascual Casetta, Alcatraz, Desarrolladora Monteverdi (todos argentinos) y otros
La planta eléctrica de la estación, construida por Distrocuyo (AR)
Telespazio Argentina contribuyó a la selección del emplazamiento, prestó los primeros servicios y apoyo local

Financiación

En 2009, el presupuesto general se fijó en aproximadamente 45 millones de euros a gastar en un plazo de cuatro años, incluyendo la construcción y la puesta en servicio.

Esto incluye obtener el terreno; la construcción de la antena, el terminal y las salas de operaciones locales necesarias; la instalación de los servicios básicos, incluida una planta eléctrica con sistema de alimentación ininterrumpida y enlaces redundantes de telecomunicaciones.

Ubicación

La estación se encuentra a 30 km al sur de la ciudad de Malargüe en la provincia de Mendoza, a unos 1.200 km al oeste de Buenos Aires.

Las coordenadas de la antena de 35 metros son 35° 46' 33,63" sur (35,776° sur), 69° 23' 53,51" oeste (69,398° oeste), y la estación se encuentra a 1.550 metros sobre el nivel del mar: http://goo.gl/maps/xhQ2v

¿Por qué se eligió Argentina?

Con la DSA 1 en Australia y la DSA 2 en España, estaba claro que la DSA 3 tenía que construirse en algún punto en una longitud americana para conseguir una cobertura de 360°.

Las estaciones DSA trabajan juntas para aplicar técnicas de fijación de posición muy precisas, y estas técnicas funcionan mejor si las estaciones están, en la medida de lo posible, lo más distanciadas entre sí.

También hubo otras consideraciones técnicas: la estación tenía que estar lo más apartada posible de poblaciones donde se usara la telefonía móvil para evitar interferencias de radio, no debía haber ninguna interferencia de terreno local y el lugar tenía que contar con los servicios y el suministro energético necesarios.

Se consideró Canadá, dado que es un Estado que coopera con la ESA, pero las posibles ubicaciones eran bastante desfavorables en cuanto a radiopropagación y visibilidad; y la NASA ya cuenta con capacidad de rastreo suficiente en América del Norte, por lo que no tenía sentido construir otra más en la misma zona.

Por una serie de motivos legales y estratégicos, ESA redujo las opciones a Chile y Argentina. En 2008-09, la Agencia evaluó activamente emplazamientos en los dos países.

Finalmente, se eligió el emplazamiento de Malargüe, en Argentina, por ofrecer el mejor equilibrio entre estos factores. Asimismo, las autoridades nacionales acordaron ofrecer un contrato de arrendamiento a largo plazo del terreno y las frecuencias de radio necesarias para los 50 años de vida útil previstos para la estación.