Satélites pequeños: Un nuevo océano azul para el desarrollo de la industria espacial comercial.

Los satélites son un componente fundamental de los vuelos espaciales comerciales, abarcando prácticamente toda la cadena de valor de la industria, desde la fabricación y el lanzamiento hasta la operación y la aplicación. Anteriormente, los satélites solían pesar varias toneladas, costaban decenas o incluso cientos de millones de yuanes, tenían ciclos de desarrollo que se extendían durante varios años y los costos de lanzamiento a menudo alcanzaban los cientos de millones de yuanes. Los satélites comerciales requerían una década o más para recuperar su inversión, y las elevadas tarifas de aplicación disuadían a los posibles inversores.

Con el continuo desarrollo de la tecnología y las aplicaciones satelitales, y a la vez la creciente demanda de menores costos y riesgos, surge la necesidad urgente de acelerar el ciclo de desarrollo y fabricación de satélites. Esto es especialmente cierto para los satélites dedicados a misiones individuales y las constelaciones, que requieren tecnologías satelitales rentables y que ofrezcan resultados rápidos. La tecnología de pequeños satélites ha surgido para satisfacer esta necesidad. En comparación con los satélites de gran tamaño, sus características avanzadas, rápidas, económicas y fiables ofrecen a las personas otra posibilidad.

 Baja calidad, bajo costo, bajo riesgo 

Los satélites pequeños no solo son pequeños en tamaño, sino que incorporan tecnologías altamente integradas y automatizadas, especialmente gracias al rápido desarrollo de la informática, que ha permitido la miniaturización de los ordenadores de control y procesamiento a bordo. Una plataforma de satélite pequeño suele incluir sistemas de energía, comunicación, procesamiento de datos a bordo y control de actitud del satélite, y sus cargas útiles incluyen comunicaciones, observación de la Tierra y ciencia espacial; un sistema verdaderamente pequeño pero completo.

Desde la perspectiva del ciclo de desarrollo, los satélites pequeños pueden completar rápidamente todo el proceso, desde el diseño, la fabricación, el lanzamiento y la operación en órbita, y generalmente pueden desarrollarse en un plazo de un año y medio, mientras que su vida útil promedio suele ser de más de diez años.

En segundo lugar, los satélites pequeños ofrecen una alta rentabilidad. Sus métodos de lanzamiento flexibles no se limitan a plataformas fijas; también pueden lanzarse desde aeronaves o ser transportados por otros satélites, lo que reduce significativamente los costos de desarrollo y lanzamiento. El precio de un solo satélite pequeño, incluyendo el lanzamiento, ronda los 30 millones de RMB, lo que lo convierte no solo en una opción económica, sino también de riesgo relativamente bajo.

Amplia gama de aplicaciones que satisfacen las necesidades de cobertura global.

Los satélites pequeños modernos tienen una amplia gama de aplicaciones. En el ámbito civil, se utilizan en comunicaciones, observación de la Tierra, teledetección espacial, observación meteorológica, exploración oceánica, reconocimiento terrestre e investigación científica. Entre estas aplicaciones, las comunicaciones móviles mediante satélites pequeños se han convertido en un tema de gran interés, siendo Iridium y Globalstar ejemplos representativos. Los satélites pequeños también desempeñan un papel importante en el ámbito militar, ya que pueden desarrollarse, lanzarse y desplegarse rápidamente, satisfaciendo así las necesidades específicas de tiempos de guerra.

Partiendo de esta base, la capacidad de interconexión de los satélites pequeños es un factor clave en el desarrollo de empresas comerciales de este tipo. Una constelación de satélites pequeños, formada por múltiples satélites ubicados en diferentes posiciones orbitales, puede mejorar la puntualidad y la resolución de las misiones, satisfaciendo así la necesidad de cobertura global en tiempo real.

Al mismo tiempo, varios satélites pequeños pueden mantener posiciones relativas y volar en formación para realizar misiones de forma conjunta. Las señales que observan pueden procesarse de forma coherente para formar satélites de detección virtuales, lo que permite nuevas aplicaciones que no se pueden lograr con satélites de gran tamaño.

Con el desarrollo de la microelectrónica, la micromecánica, la nanotecnología y otras tecnologías, así como la innovación en los conceptos de diseño de satélites, la tendencia a la miniaturización de satélites se está acelerando, y el rendimiento de los microsatélites y nanosatélites está mejorando rápidamente, convirtiéndolos en el componente más activo en el desarrollo del campo de los satélites pequeños. Los satélites Starlink de Elon Musk son un claro ejemplo.

 El rápido desarrollo dio paso a la era de la comercialización.

En 2015, comenzó la era de los vuelos espaciales comerciales, con el surgimiento a nivel mundial de empresas de satélites pequeños comerciales. Varios factores fundamentales impulsaron el desarrollo de la industria de satélites pequeños comerciales:

I. Disminución de los costos de lanzamiento: Gracias al rápido desarrollo de las empresas de cohetes comerciales, lideradas por SpaceX, en los últimos años, los costos de lanzamiento de satélites han comenzado a disminuir significativamente. Se prevé que estos costos sigan bajando a medida que la tecnología reutilizable madure.

II. La industria aeroespacial está madurando: Los componentes aeroespaciales tradicionales son extremadamente caros. Para garantizar la estabilidad de los componentes, el costo de desarrollo de los satélites grandes suele alcanzar cientos de millones de yuanes, y estos utilizan componentes de alta madurez con múltiples sistemas de respaldo. En la era aeroespacial comercial, los componentes COTS (productos comerciales listos para usar) están madurando gradualmente, lo que permite a las empresas de satélites pequeños comerciales controlar los costos y lograr actualizaciones iterativas rápidas mediante componentes de grado industrial.

En tercer lugar, la liberalización de las políticas: dado que SpaceX está ocupando recursos orbitales mediante el lanzamiento de un gran número de pequeños satélites, los gobiernos y las agencias espaciales de todo el mundo se han sentido presionados en general y, por lo tanto, han optado por relajar las restricciones a la industria de los pequeños satélites hasta cierto punto o proporcionar el apoyo político correspondiente.

 El número de lanzamientos aumenta año tras año, y cada vez más países se suman a la carrera.

Gracias a la experiencia previa en el sector, los pequeños satélites comerciales han comenzado a desarrollarse rápidamente. Se prevé que el número de lanzamientos de pequeños satélites comerciales seguirá aumentando año tras año durante los próximos 10 años. Según las últimas estadísticas publicadas por el centro de estudios estadounidense Space Engineering, solo en 2017 se lanzaron al espacio más de 300 microsatélites y nanosatélites con un peso inferior a 50 kg.

El 19 de noviembre de 2013, Orbital Sciences Corporation de Estados Unidos lanzó un cohete con 29 microsatélites y nanosatélites. Treinta horas después, la empresa rusa Kosmotras lanzó 32 microsatélites y nanosatélites a la órbita. El 15 de febrero de 2017, India lanzó 104 satélites, 103 de los cuales eran microsatélites y nanosatélites. El 22 de febrero de 2018, SpaceX lanzó su proyecto Starlink, con un cohete Falcon 9 que puso en órbita dos pequeños satélites de comunicaciones experimentales. Al 14 de septiembre de 2021, el proyecto Starlink había lanzado un total de 1791 satélites, de los cuales 76 habían sido desorbitados, quedando 1715 en órbita.

Mientras tanto, el Reino Unido y Suecia lanzaron nanosatélites en el año 2000; Francia, India, Argentina, Chile, Brasil, Corea del Sur, Tailandia, Pakistán y otros países ya cuentan con sus propios satélites pequeños. Además, Indonesia, Malasia, Filipinas y Taiwán colaboran con importantes potencias espaciales para desarrollar microsatélites.

△Los satélites "Experimental Satellite-1" y "Nano Satellite-1" fueron lanzados desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang.

 Situación de lanzamiento de pequeños satélites en mi país

Ya en 1995, basándose en las necesidades nacionales para el desarrollo de futuras tecnologías de comunicación espacio-tierra, la Academia China de Ciencias (CAS) propuso desarrollar de forma independiente el primer microsatélite de comunicación de datos en órbita baja de China, con un peso inferior a 100 kilogramos, y su sistema de comunicación. El 21 de octubre de 2003, el microsatélite de comunicación de almacenamiento y reenvío "Innovation-1", un importante proyecto de innovación del conocimiento de la CAS, fue lanzado con éxito a órbita. Este fue el primer microsatélite desarrollado de forma independiente en China con un peso inferior a 100 kilogramos, y también la primera generación de microsatélites de comunicación de datos en órbita baja del país, desempeñando un papel crucial en la investigación y el desarrollo de microsatélites en China y abriendo un nuevo capítulo en el desarrollo de microsatélites en China.

A las 11:59 a. m. del 18 de abril de 2004, en el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang, el cohete portador Larga Marcha 2C lanzó con éxito al espacio el satélite experimental "Experimental Satellite-1", desarrollado de forma independiente por el Instituto Tecnológico de Harbin. Simultáneamente, también transportó y lanzó el satélite experimental "Nano Satellite-1", que pesa menos de 25 kilogramos y se utiliza para exploración y experimentación de alta tecnología. Esto representó un importante avance en la tecnología de desarrollo de pequeños satélites de mi país.

En septiembre de 2008, se lanzó al espacio el satélite acompañante de la nave espacial tripulada Shenzhou-7. Este fue el primer microsatélite espacial chino, desarrollado a partir de la tecnología consolidada del microsatélite Innovation-1 de la Academia China de Ciencias. Posteriormente, en noviembre del mismo año, el satélite Innovation-1 (02) también fue lanzado con éxito al espacio.

A las 15:06 del 10 de mayo de 2012, mi país lanzó con éxito el satélite de teledetección 14 al espacio mediante un cohete portador Larga Marcha-4B desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Taiyuan. Simultáneamente, también se lanzó con éxito el satélite TianTuo-1. El exitoso lanzamiento de TianTuo-1 representó un avance significativo para China en el campo de los microsatélites.

Desde el exitoso lanzamiento del primer satélite artificial de China en 1970 hasta los lanzamientos actuales de decenas de microsatélites en un solo cohete, la exploración espacial de la humanidad se ha acelerado significativamente. El desarrollo futuro de la exploración espacial depende inevitablemente de la reducción de costos. La estandarización, la modularidad, el bajo costo, el corto ciclo de desarrollo y el despliegue flexible de los pequeños satélites les otorgan un enorme potencial de desarrollo. El rápido auge de la industria de los pequeños satélites es fundamental para el desarrollo de la tecnología aeroespacial. Se cree que, mediante continuos avances tecnológicos, se aprovecharán aún más las ventajas potenciales de los pequeños satélites, lo que brindará un mayor respaldo a la innovación y el progreso en la exploración espacial.