Hablan los ingenieros del satélite SpainSat: "España ha apostado por desarrollar estas capacidades avanzadas"

La cita es hoy miércoles desde las 20,34, hora de Florida, seis horas más en la España peninsular, esto es, madrugada del jueves 30 de enero. Las seis toneladas del satélite SpainSat NG I serán enviadas a partir de ese momento fuera de la atmósfera mediante un propulsor Falcon 9 de la factoría SpaceX. El lanzamiento se producirá desde el legendario Cabo Cañaveral. 

Con motivo de ello, Infoespacial.com ha entrevistado a dos ingenieros que han participado de forma activa en el diseño y la fabricación de esta plataforma de comunicaciones segura llamada a convertirse en la más avanzada de Europa. Son Enrique Granell, responsable del programa SpainSat en España de Airbus, y Fernando Sanz, responsable técnico dentro del programa SpainSat en Airbus en Tres Cantos, antigua Crisa. 

¿Por qué este satélite que despega mañana (hora de Estados Unidos) es tan especial para la industria española y para Airbus? 

Enrique: Resaltaría dos elementos principales. El primero es que, con el conjunto de estos dos satélites nuevos, el SpainSat NG I y el SpainSat NG II se van a renovar las capacidades de comunicación seguras que dan servicio a nuestras Fuerzas Armadas. Eso es importante porque los actuales ya están en el fin de su vida útil. Además, se van a multiplicar por más de un factor 10. El segundo elemento es que esas capacidades las puede realizar de una forma más flexible, robusta y resiliente. Tenemos en el satélite elementos de protección ante diversas amenazas que hacen que las comunicaciones estén garantizadas.

¿A qué se refiere con resiliencia y seguridad?   

Enrique: Las capacidades avanzadas de estos satélites están muy centradas en las antenas activas de banda X, que han sido desarrolladas y producidas aquí en Airbus en España. Las antenas activas nos permiten, por una parte, dotar al sistema de total flexibilidad y me refiero a que en un sistema de antenas tradicional típicamente los apuntamientos y las coberturas en la Tierra son fijas o poco móviles. Con las antenas activas, podemos cambiar las coberturas, la forma y el apuntamiento de estas coberturas de manera dinámica, sin partes móviles, todo realizado de forma totalmente eléctrica y hasta miles de veces por segundo si nos hiciese falta. Eso nos da una flexibilidad muy grande a la hora de dar el servicio al usuario final porque te permite adaptarte a las condiciones de cada momento. 

La flexibilidad es uno de los aspectos más importantes. El segundo, que tiene que ver con la resiliencia, se refiere a que nuestras antenas activas tienen un sistema que nos permite detectar interferencias y amenazas que vengan desde la Tierra. Podemos pensar que en un escenario de comunicaciones donde estas se empiezan a interrumpir o se ven afectadas por una señal interferente que viene desde la Tierra, nuestro sistema puede identificar desde qué punto viene y configurar las antenas para deshabilitar esa cobertura en esa parte y continuar con el resto de las comunicaciones sin ser afectados. A eso me refiero cuando hablo de resiliencia y protección. 

Incluso amenazas de tipo nuclear…   

Enrique: También tenemos protección contra  fenómenos de explosiones nucleares a alta altura. Nuestro satélite al completo está protegido ante ese tipo de amenaza para que sobreviva a esa eventualidad. 

¿Qué papel ha jugado Airbus en Tres Cantos en el diseño y fabricación de estos dos satélites SpainSat?

Fernando: En Airbus Tres Cantos hemos hecho la gran parte del núcleo de la antena en cuanto a su electrónica. Hemos hecho cuatro unidades, una sería la que controla la antena; estas antenas pueden modificar su acción de radiación como se desee en muy poco tiempo y en muchas coberturas. Es la unidad de apuntamiento. Sería el cerebro de la antena. Hemos realizado otra unidad muy importante que permite localizar cualquier señal interferente que pudiera cegar a la antena, lo que llamamos jamming, que son malintencionadas. La unidad que muestre a alta velocidad esos datos, los adquiere y los almacena también la hemos hecho nosotros. Es una unidad tremendamente compleja, con muchísimos elementos distribuidos. También la unidad de potencia que entrega 8 KW a la antena, lo que es una potencia considerable, teniendo en cuenta el entorno en que estamos. Y, por último, una unidad un poco especial, que es un circuito impreso que recorre toda la antena por debajo y distribuye todas las señales de control y de potencia a todos los sistemas distribuidos. 

Se han empleado las últimas tecnologías, con características avanzadas e innovadoras, que dotan a la antena de inmunidad, que permiten que sea autónoma sin precedentes en el sentido de aislar y confinar fallos de manera autónoma sin que tenga que intervenir el operador externo y que requiere una capacidad de proceso también sin precedentes.

Es una antena muy compleja y hemos desarrollado en Tres Cantos tanto el hardware como el software, con la microelectrónica. Ha sido un proyecto de muchísima envergadura. 

Solo habla de la antena de banda X…

Enrique: Las antenas activas que van a volar en los satélites son efectivamente de banda X. Airbus tiene productos de antena activa en otras bandas. En Airbus España llevamos más de 20 años desarrollando sistemas de antenas activas. En el caso del SpainSat NG, la misión que cuenta con esa flexibilidad es la de banda X…

¿Qué diferencias existen entre el SpainSat NG y el SpainSat que está en servicio desde 2006?       

Enrique: En resumen: no tienen nada que ver el satélite que está actualmente operativo con estos satélites de última generación. Tanto en volumen, potencia, características, flexibilidad está en un orden de magnitud por encima, lo que por otro lado es normal, porque la tecnología ha ido evolucionando significativamente. Adeaamás España ha apostado por desarrollar estas capacidades avanzadas que hemos podido construir en estos satélites que ponen a España a la vanguardia de Europa en este tipo de tecnología, de producto de comunicaciones seguras en el sector espacial.

¿Tiene uso dual este producto de comunicaciones seguras?

Entique: En principio contamos con el posible uso dual como base. Si bien es cierto que al final los que deciden utilizar el satélite son nuestro cliente, Hisdesat, que presta servicio tanto a las Fuerzas Armadas españolas como a otra serie de organismos y entidades nacionales e internacionales. Efectivamente el objetivo es que sea de uso.

¿Qué ha supuesto en términos de diseño la fabricación de toda esta plataforma y en qué medida sirve para el siguiente proyecto?     

Fernando: Hay que recalcar que llegamos aquí con una solvencia y con ella y basándonos en años de diseños y de herencia. Supone un paso más en la utilización posterior en el próximo desarrollo. En este caso hemos desarrollado tecnologías nuevas, por ejemplo, hemos utilizado por primera vez un entorno de emulación para poder comunicar todos los elementos, las FPGA, que son numerosas, más de 9 en alguna unidad, para comunicarlas entre ellas sin necesidades de hardware real sino prototipando. Se han introducido por primera vez estas herramientas de diseño que permiten agilizar el proceso y darle mucha más seguridad y con menos riesgo.

Por otro lado, se ha formado mucha gente en esos sistemas embebidos que llevan tanto en software como en hardware como en microelectrónica, lo cual nos coloca en una posición de referencia en antenas activas. Y luego la capacitación industrial no solo de cara a Airbus sino a otras empresas, con Airbus como empresa tractora, por haber tenido que fabricar muchos elementos porque, en la antena, la electrónica centralizada son pocas unidades, pero la electrónica distribuida, la que compone la antena activa, son miles de unidades. Ha sido la fabricación de todo esto en serie, tiempo, calidad y coste.

¿Habéis utilizado tecnologías de industria 4.0 como la Inteligencia Artificial para esos prototipos?

Fernando: En Airbus Tres Cantos tenemos una apuesta muy fuerte por la digitalización, por tener algo similar a los gemelos digitales. Tenemos muy digitalizado el proceso de fabricación. En ese sentido se han empleado incluso en el proceso de diseño herramientas cada vez más automáticas, pero fundamente en la parte de fabricación.

¿Habéis utilizado algún tipo de gemelo digital para la fabricación de los chips?        

Fernando: Los chips, como tal, no lo fabricamos. Airbus no fabrica chips, hace uso de ellos y los integramos, pero tenemos herramientas tanto para simular el comportamiento como para el análisis técnico y mecánico. Compramos los semiconductores y se montan en las tarjetas que forman parte de esas unidades. El diseño de toda la electrónica es nuestro.

Con la irrupción de SpaceX y del New Space, ¿cuál es la percepción de la sociedad española con respecto al espacio y particularmente a la industria espacial?

Enrique: El espacio es cada vez más popular. Cada vez tiene más repercusión en la sociedad y cada vez vemos más los servicios derivados del espacio en nuestro día a día tanto en materia de comunicaciones como en observación de la Tierra o posicionamiento. Utilizamos muchos satélites a lo largo de todo el día, aunque no nos demos cuenta. El sector cada vez es más popular. Destacaría los satélites SpainSat NG que, aunque el usuario de a pie no va a hacer uso de ellos de forma diaria, son muy importantes porque proporcionan la seguridad en las comunicaciones necesaria para que las fuerzas del orden, las fuerzas armadas y las instituciones que reaccionan antes catástrofes puedan realizar sus tareas y cumplir sus objetivos. Aunque el usuario civil no vaya a ver directamente la operación o el resultado de estos satélites, de forma indirecta sí que está recibiendo ese servicio. Trabajan en la sombra.

Fernando: Me gustaría recalcar que esta es la oportunidad perfecta para poner en valor el nivel de la ingeniería española. El 50% del satélite es español. No hace falta irse a EEUU o Francia. El nivel de los ingenieros españoles está entre los mejores. Trabajamos constantemente con otras empresas puntera que la gente puede conocer por la cultura popular. Se nos reconoce como de los mejores a nivel mundial. El equipo ha participado en un proyecto que ha sido muy retador desde el principio, con unos ingenieros con un calidad y profesionalidad impresionantes.

¿Cuánto tiempo habéis invertido en el desarrollo en Tres Cantos?

Fernando: Empezamos en torno a 2019 con los primeros requisitos del sistema hasta ahora que estamos fabricando las últimas unidades del segundo satélite. Cinco años a tiempo completo. Estamos hablando de la antena activa más avanzada de Europa. Teniendo n cuenta eso, diría que es un tiempo récord. 

Enrique: Generalmente, en este tipo de desarrollos a largo plazo, el valor añadido va mucho más allá de la entrega del producto, porque capacita a la industria, no solo a Airbus sino a todas las empresas que han trabajado en el proyecto, y desarrolla una serie de capacidades a nivel nacional que antes no existían. El valor añadido de este tipo de programas apunta a esa capacitación tanto técnica como industrial para que ahora esas empresas puedan explotar y capitalizar esa inversión y ese esfuerzo en programas futuros.

En este sentido, ¿creéis que la contribución de España a la Agencia Espacial Europea (ESA) está al mismo nivel que esa capacitación profesional o hay cierto desequilibrio?

Fernando: Es una pregunta delicada. Eso no me corresponde responderlo a mí. 

Enrique: Diría que la contribución de las instituciones para el desarrollo de este tipo de productos tecnológicos es muy importante, incluso esencial. Sin las instituciones, no podríamos desarrollarlos y afortunadamente en el campo de las antenas activas contamos con mucho histórico de apoyo por parte de la Agencia Espacial Europea.

¿Se va a usar algo de estas tecnologías en Paz II?  

Enrique: Paz II es un satélite orientado a observación de la Tierra, y no a las comunicaciones. Por ejemplo, no se van a utilizar las antenas activas directamente. Los desarrollos tecnológicos de bajo nivel sí que pueden tener una reutilización. Me refiero a tecnologías electrónicas y de radio frecuencia que hemos utilizado en SpainSat. Obviamente los diseños son distintos, pero los componentes básicos y las calificaciones de los procesos son aplicables. 

Fernando: Muchos de los bloques funcionales que desarrollamos en SpainSat se podrán utilizar y además se podrá reducir el tiempo de verificación.