Más datos de telemetría de los lanzadores espaciales

Las etapas superiores de los lanzadores espaciales suelen contar con una plétora de sensores que teóricamente podrían ofrecer a los ingenieros toda la información necesaria acerca del estado del lanzador y de sus posibles vulnerabilidades. No obstante, la capacidad de los ordenadores de a bordo y el ancho de banda limitados hasta el centro de control en tierra han imposibilitado hasta ahora el acceso a la mayoría de estos datos.

En este contexto, se puso en marcha el proyecto MaMMoTH-Up (Massively extended Modular Monitoring for Upper Stages). El consorcio al cargo se propuso en los cuarenta y dos meses de duración del proyecto multiplicar por dos mil quinientos la cantidad de datos recabados.

Jan-Gerd Mess, coordinador del proyecto en representación del Centro Aeroespacial Alemán, habla sobre los logros del proyecto poco antes de su conclusión en agosto de 2018.

¿Por qué es importante obtener más datos de las etapas superiores de los lanzadores?

Uno de nuestros objetivos principales es recabar más datos sobre el entorno del lanzador. Esto es importante para conocer mejor el estado en el que se encuentra, pero aún más para deducir el estrés mecánico que tiene que soportar el sistema al completo.

Los datos obtenidos se generan mediante sensores de temperatura, presión, vibración, impacto y aceleración, así como de extensómetros. Dichos datos contribuirán a optimizar el propio sistema y lograr futuras mejoras en cuanto a estabilidad, peso y seguridad. Esto es más importante si cabe dada la utilización de materiales relativamente nuevos como la fibra de carbono, de los que solo se puede extraer todo su potencial si conocemos al detalle su comportamiento en condiciones de vuelo.

¿Por qué resulta tan complicado recabar todos estos datos?

El «hardware» existente de los lanzadores y su cadena de telemetría están ampliamente probados y son fiables, pero muestran un rendimiento limitado en cuanto potencia de computación y ancho de banda.
La mejora de cualquiera de estas dos características resulta extremadamente cara debido a que es necesario atravesar un proceso costoso y largo de recualificación del lanzador al completo, así como inversiones cuantiosas en infraestructuras terrestres.

¿Qué proponen para superar este problema y por qué considera que su enfoque es tan innovador?

Nuestra estrategia pasa por ofrecer un sistema modular que pueda adaptarse y ampliarse con facilidad a los requisitos de cada misión. Es muy poco invasivo y al mismo tiempo minimiza los riesgos para la misión nominal del lanzador.

Mediante el uso, en un entorno protegido, de componentes disponibles en el mercado, se puede incrementar en gran medida la capacidad de computación del «hardware» de a bordo. De esta forma es posible emplear algoritmos inteligentes de compresión y selección de datos con los que optimizar la cantidad de información útil que viajan por el canal de telemetría preexistente. La introducción adicional de interfaces de serie de amplio uso como RS422 y CAN-bus, también garantiza que los módulos y las tecnologías futuras (cámaras, sensores inalámbricos, etc.) puedan aprovechar el sistema propuesto.

¿Estuvieron los demostradores a la altura de sus expectativas?

Hasta ahora, el demostrador ha superado las pruebas de cualificación necesarias para su empleo en un lanzador ARIANE 5 en lo relativo al vacío térmico, la despresurización rápida y la compatibilidad electromagnética (CEM). Aún faltan las pruebas de vibración, ensayos que se llevarán a cabo durante los próximos meses, antes de que finalice el proyecto.

Desde un punto de vista funcional, el sistema al completo está montado y las simulaciones de misiones basadas en los perfiles de vuelo del ARIANE 5 se han llevado a cabo satisfactoriamente. La selección de datos sigue en proceso de estudio y aplicación, mientras que la compresión de datos y todos los mecanismos destinados a asignar y transmitir datos de los sensores están instalados y se han comprobado con resultados positivos.

¿Hasta dónde considera que pueden llegar? ¿Han logrado llegar ya a la fase de vuelo de pruebas?

Hemos integrado un modelo de cualificación que se está sometiendo a este tipo de pruebas de cualificación representativas como si fuese una pieza más del «hardware» del lanzador. Confiamos, por tanto, en lograr una madurez tecnológica de nivel cinco a seis al finalizar el proyecto.

¿Cuál es su plan de negocio y qué consideran que son sus principales virtudes comerciales frente a posibles competidores?

No existe, que sepamos, otro sistema capaz de aumentar con modularidad la capacidad de obtención de datos del lanzador y que al mismo tiempo ofrezca una plataforma ampliable con la que ensayar tecnologías nuevas en un entorno seguro durante un vuelo. Estamos generando una nueva aplicación para el lanzador.

¿Cuáles son sus planes para después del proyecto?

Nos planteamos solicitar financiación adicional de Horizonte 2020 y de la Agencia Espacial Europea en el marco de la demostración y la verificación en órbita a fin de demostrar la aplicabilidad de nuestra propuesta.

También podríamos ofrecer una adaptación para el ARIANE 6, la cual incluiría, además de un vuelo, la aplicación del sistema MaMMoTH-Up en ensayos del sistema y el subsistema de tierra. De este modo aumentarían también las capacidades de obtención de datos de las instalaciones de cualificación.