14/10/2021
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Entre septiembre de 1982 y diciembre de 2020, al menos 51 512 personas fueron rescatadas en tierra y en el mar con la ayuda de una red de satélites en órbita terrestre capaces de detectar y localizar balizas de socorro de emergencia.
ESA Laboratorio espacial OPS-SAT demostró recientemente que al procesar datos de estas balizas en el espacio, en lugar de en la Tierra como sucede actualmente, todo el proceso podría hacerse más eficiente, ahorrando datos y quizás ayudando a salvar vidas.
La iniciativa humanitaria en el espacio
El internacional Cospas-Sarsat La cooperativa se estableció en 1979 y sigue siendo un sistema fundamental para salvar vidas. Utilizando una red de instrumentos a bordo de más de 50 satélites, detecta balizas de emergencia de aviones, barcos y personas en cualquier lugar de la Tierra, pasando la información codificada a las estaciones terrestres para ser procesada y luego reenviada a los Centros de Coordinación de Rescate locales para una respuesta.
Las balizas de socorro son fundamentalmente transmisores de radio que se pueden activar en caso de emergencia, ya sea manualmente presionando un botón o automáticamente al detectar ciertos factores desencadenantes: un choque físico, contacto con el agua, una caída repentina de altitud, etc.
El sistema Cospas-Sarsat detecta transmisiones de radio en la banda de frecuencia protegida de 406 MHz, recopila información sobre el tipo de embarcación en peligro y transmite sus señales a estaciones terrestres en la Tierra conocidas como Terminales de Usuario Local (LUT). Si bien algunas balizas contienen la ubicación de la embarcación en cuestión, muchas no, y para estas estaciones terrestres deben realizar un análisis matemático para determinar la ubicación de la baliza.
Muchos satélites en órbita baja, media y geoestacionaria llevan ‘instrumentos repetidores’ que cambian la frecuencia de las transmisiones de la baliza de 406 MHz a una frecuencia diferente para evitar interferencias con las transmisiones originales. Las llamadas señales ‘upconverted’ se envían a los terminales de usuario donde se procesan y decodifican.
Una vez verificada, la información de la baliza se envía al Centro de Coordinación de Rescate más cercano.
Laboratorio espacial de la ESA: decodificación de señales en órbita
El laboratorio espacial OPS-SAT de la ESA es un Cubesat en órbita, abierto a la experimentación. Lleva una computadora a bordo muy poderosa y la capacidad de reconfigurar su firmware en el espacio. Fue creado con la intención específica de probar nuevas capacidades de control de misión en órbita, algo demasiado arriesgado para intentarlo en satélites caros preexistentes.
En una reciente ‘Demostración en órbita’, OPS-SAT realizó la primera en orbita decodificación y procesamiento de señales de radio de balizas de emergencia en la Tierra, utilizando software de código abierto que se ejecuta en el satélite.
El pequeño pero poderoso satélite detectó y decodificó con éxito las ‘balizas de referencia’: ráfagas periódicas emitidas por estaciones terrestres en la red Cospas-Sarsat para monitorear el desempeño del sistema. ¿La diferencia? OPS-SAT transmitió solo la información necesaria contenida en las balizas hasta Control de misión de la ESA en Darmstadt, Alemania.
El procesamiento directo de las balizas de socorro en el espacio significa que la nave espacial solo necesita enviar señales de baliza específicas de regreso al suelo, en lugar de grabaciones continuas de las señales originales sin procesar (a menudo vacías ya que las transmisiones de balizas son esporádicas). ¿El resultado? Comunicaciones mucho más eficientes.
Por que esto importa
¿Qué es Internet de las cosas?
En primer lugar, este experimento muestra que cuando las naves espaciales llevan poderosas computadoras a bordo, pueden asumir de manera eficiente parte del «pensamiento» que se hace actualmente en tierra. Cuando no solo actúan como dispositivos de reenvío, recogen datos y los transmiten a personas o máquinas más capaces en el terreno, pueden desempeñar un papel vital en convertir sin rodeos señales complejas en información procesable. Esta exitosa demostración despeja el camino para que muchos nanosatélites futuros se unan a las misiones más grandes actuales que brindan este servicio esencial.
En términos más generales, cuando los satélites están diseñados para ser flexibles, pueden configurarse para adaptarse mejor a las necesidades cambiantes de las sociedades que están debajo de ellos. Esto será especialmente importante a medida que entremos en la era del ‘Internet de las cosas’, cuando los objetos físicos que nos rodean están conectados entre sí a través de Internet, creando una amplia red de tecnologías capaces de conectarse e intercambiar datos con implicaciones para nuestros hogares. , sistemas sanitarios e incluso la industria y las infraestructuras globales.
El futuro de OPS-SAT
OPS-SAT es la primera de su tipo: una misión espacial abierta al público para probar sus experimentos en el espacio.
«Primero propuse investigar si la ‘Radio diseñada por software’ (SDR) incorporada de OPS-SAT y la antena eran lo suficientemente sensibles como para recibir señales de búsqueda y rescate, aunque no estaban diseñadas para hacerlo», explica Tom Mladenov, experimentador responsable de esto. demostración en órbita, así como miembro del Equipo de Control de Vuelo OPS-SAT.
“Una vez que se confirmó que podíamos detectar las transmisiones débiles a bordo, utilicé ‘GNU Radio’ para construir el sistema de procesamiento de señales que funcionaría en el satélite. GNU Radio es una biblioteca gratuita y de código abierto que divide los complejos sistemas de procesamiento de señales en bloques simples. La capacidad de reprogramar la carga útil SDR para cualquier tipo de señal demuestra la versatilidad cuando el software de código abierto se combina con una poderosa plataforma espacial como OPS-SAT ”
Ya, docenas de experimentos han tenido lugar demostrando cómo las computadoras inteligentes en órbita pueden usar el aprendizaje profundo para ayudar a identificar incendios en la Tierra, automatizar las predicciones de colisiones y ahora mejorar la eficiencia en la transmisión de detalles de personas en peligro.
Próximamente, una multitud de experimentos más ampliando los límites de lo que los satélites pueden hacer en órbita, en beneficio de las personas en la Tierra.
