Proba-1 celebra su vigésimo cumpleaños en órbita

Pero, una vez en órbita, ese mismo pequeño satélite rápidamente demostró no ser tan pequeño en sus capacidades.

Hoy, veinte años en Proba-1, que estaba destinado a sobrevivir solo dos años, sigue siendo una misión de observación de la Tierra y su legado ya está preparado para el futuro en la próxima década.

Con unas medidas de tan solo 60 x 60 x 80 cm, Proba-1 autónomamente realiza un procesamiento avanzado de orientación, navegación y control, así como la gestión de los recursos de carga útil. Sus dos instrumentos de imágenes, el espectrómetro compacto de imágenes de alta resolución (CHRIS) y la cámara pancromática de alta resolución (HRC), han proporcionado más de 1000 imágenes de más de 1000 sitios. Las imágenes han sido vitales para monitorear varias preocupaciones ambientales, desde evaluar cómo las diferentes estrategias de uso de los jóvenes en la sabana de Namibia afectan el crecimiento de la vegetación, hasta los tipos de vegetación en las sabanas de Namibia central, o ayudar a mapear y comprender la capa de nieve alpina en los Parques Nacionales Suizos.

El microsatélite fue desarrollado por Programa de tecnología de apoyo general (GSTP) de la ESA y construido por un consorcio industrial liderado por la empresa belga Verhaert.

Proba-1 marcó un cambio hacia pequeñas misiones en la industria espacial europea. Si bien los CubeSats y son cada vez más comunes y están disponibles en estos días, Proba 1 fue la primera incursión de la ESA en pequeñas misiones. La misión se desarrolló en solo tres años, una hazaña inaudita en el momento en que las misiones a menudo tardaban más de 10 años en iniciarse. También marcó el comienzo de una serie de satélites Proba, incluyendo Proba-2, Proba-V y el actualmente en prueba Proba-3,

“En su momento, fue completamente innovador”, recuerda Frederic Teston, el Gerente de Proyectos de Proba. «En términos de tecnología, en términos de tiempo de desarrollo, en términos de bajo costo, todo era nuevo».

En veinte años, ninguna de las unidades primarias ha fallado realmente y la nave espacial permanece operativa en todos los sistemas primarios en este momento. El satélite cumplió con muchas de las primicias para la ESA, desde ser el primero en utilizar una batería de iones de litio (ahora una tecnología omnipresente) hasta ser la primera nave espacial de la ESA con capacidades totalmente autónomas.

Esto significó que fue diseñado para funcionar virtualmente sin ayuda, ejecutando tareas diarias como navegación, carga útil y administración de recursos con poca participación del personal en la estación terrestre de la ESA en Redu, Bélgica.

Autonomía automática

Normalmente, el código para ejecutar de forma autónoma partes de la misión, como el sistema de control de altitud y órbita (AOC), se escribe de una manera específica. Primero, se detallan y aclaran las funciones y acciones de este sistema y de cada uno de los demás a bordo. Luego, una vez que los ingenieros están contentos con ellos, se traducen en especificaciones de software y finalmente alguien escribe el software para estas funciones específicamente. Es un ciclo largo, por lo que si algo no funciona o necesita cambiar, entonces es un proceso largo.

Pero parte de la razón por la que la misión Proba-1 podría lanzarse tan rápidamente es que eludió este ciclo al desarrollar una herramienta que generó automáticamente el software y permitió a los ingenieros cambiar rápidamente las funciones y partes de un sistema sin necesidad de un código completamente nuevo para ser
escrito.

«Modelamos todo en un software, que la gente reconoce como el antepasado de matlab», explica Pierrik Vuilleumier, que estaba en el equipo de Proba-1. “Desde la radiación o la órbita, hasta el campo magnético y la posición del sol. Todo fue modelado en la herramienta, así que al final presionamos el botón y automáticamente generamos el software que fue compilado y vinculado con el software a bordo. Cuarenta mil líneas de código para herramientas a bordo y más de treinta mil para los simuladores en tierra «.

La herramienta también mantiene toda la documentación en el modelo, lo que significa que es fácil capacitar a nuevos ingenieros para que lo utilicen.

“Algunos mitos sobre la generación de código perduran hoy en día, pero creo que los destruimos todos hace 20 años”, dice Vuilleumier.

Esta generación automática de software ha evolucionado y es común para las misiones Proba hoy en día, pero aún no es la corriente principal para todas las misiones, a pesar de la ganancia de productividad y los tiempos de desarrollo más cortos.

Nuevo espacio antes que nuevo espacio

Proba-1 también destaca cómo el uso de piezas COTS (comerciales disponibles en el mercado) en lugar de piezas de alta calidad puede ser mucho más rentable y rentable y una verdadera recompensa, algo que se está convirtiendo cada vez más en una parte de la estrategia de la ESA. desarrollar y mejorar nuevas tecnologías para el espacio.

“Fuimos los primeros en volar con baterías de litio. Para entonces, los expertos pronosticarían una vida útil de 6 meses en el espacio en el mejor de los casos. Ahora, 20 años después, no notamos ninguna degradación de esas baterías. ¡Tienen 23 años! » exclama Vuilleumier.

Las piezas comerciales a menudo se consideran más riesgosas o de menor confiabilidad, pero el equipo de Proba demostró que con la ingeniería adecuada, su hardware ha vivido durante 20 años en el duro entorno del espacio y ha demostrado su valor.

A pesar de que llevó tan poco tiempo desarrollarlo, el proyecto no siempre fue fácil. Vuilleumier recuerda las semanas previas al lanzamiento cuando los ingenieros, que ya estaban en India listos para probar antes del lanzamiento en PSLV, luchaban frenéticamente para terminar de codificar el software.

“¿Fue emocionante trabajar en algo que no se había hecho antes? Quizás durante cinco minutos cuando ves que algo funciona, pero antes y después es más estrés que emoción ”, se ríe Teston. “Pero demostramos que es posible que las cosas no siempre tengan que llevar más tiempo o ser más caras. Demostramos que es posible realizar misiones más rápidas y económicas «.

Tecnologías a bordo:

Con un peso de solo 14 kg, CHRIS es el generador de imágenes hiperespectral más pequeño jamás volado en el espacio y puede ver hasta una resolución de 17 metros y adquirir hasta cinco imágenes a la vez, en hasta 62 canales espectrales. CHRIS aprovecha la agilidad de la plataforma para obtener vistas de la misma área desde varias direcciones, lo que permite la extracción de información angular adicional. Los datos de CHRIS son utilizados por proyectos de la ESA y en apoyo de la Carta Internacional para el Espacio y los Grandes Desastres, un acuerdo para poner los recursos espaciales a disposición de las agencias de protección civil que responden a los desastres naturales.

El otro generador de imágenes de Proba, HRC, es una cámara monocromática a pequeña escala, que toma imágenes de 25 kilómetros cuadrados a una resolución de cinco metros.

Algunas de las acciones de FDIR (detección de fallas, aislamiento y recuperación) cambian automáticamente a unidades redundantes para suavizar los efectos de radiación transitorios, pero por lo demás todo funciona como lo hacía hace 20 años.

Para más información: https://earth.esa.int/eogateway/missions/proba-1