¿Te has preguntado alguna vez hasta dónde podríamos acercar un satélite a la Tierra sin que se estrelle? La respuesta te va a sorprender: estamos hablando de apenas 300 kilómetros de altura, una distancia que podrías recorrer en coche en tres horas. Ahí arriba, en esa frontera entre el espacio y nuestra atmósfera, está naciendo una nueva generación de satélites que promete revolucionar las telecomunicaciones.
El reino de los satélites rasantes
Imagínate por un momento que estás en un avión comercial volando a 10 kilómetros de altura. Ahora multiplica esa distancia por 30, y aún estarás muy por debajo de donde operan estos satélites de órbita muy baja o VLEO (Very Low Earth Orbit). Es una zona del espacio que hasta hace poco parecía prohibida para las misiones comerciales, pero que ahora se está convirtiendo en el nuevo Dorado de las telecomunicaciones espaciales.
A estas altitudes, entre 150 y 450 kilómetros sobre nuestras cabezas, los satélites enfrentan un dilema fascinante. Por un lado, están tan cerca de la Tierra que pueden ofrecernos una resolución de imagen increíble y una latencia de comunicación mínima. Por otro lado, todavía hay suficiente atmósfera como para frenarlos constantemente, amenazando con hacerlos caer como meteoritos.
El problema del aire invisible
En mi opinión, uno de los aspectos más contraintuitivos de esta tecnología es que a 300 kilómetros de altura todavía hay aire. No mucho, pero lo suficiente para crear lo que los ingenieros llaman resistencia atmosférica. Es como si estos satélites estuvieran nadando constantemente contra una corriente invisible que trata de arrastrarlos hacia abajo.
Según datos de Wikipedia, los satélites que orbitan por debajo de los 300 kilómetros se desintegran rápidamente debido a esta fricción atmosférica. La Estación Espacial Internacional, que orbita a unos 400 kilómetros, necesita propulsores para mantenerse en órbita y consume miles de kilos de combustible al año solo para no caer.
Pero aquí viene lo interesante: en lugar de ver este problema como un obstáculo, algunos ingenieros han decidido convertirlo en una ventaja.
Velas en el espacio: navegando con átomosféricos
La idea de usar velas aerodinámicas en satélites puede sonar a ciencia ficción, pero tiene más sentido del que parece. Piensa en los veleros terrestres: aprovechan el viento para moverse. En el espacio, estos satélites utilizan los pocos átomos de oxígeno y nitrógeno que quedan en la alta atmósfera para controlar su orientación y, en algunos casos, incluso para propulsarse.
El proyecto SOAR (Satellite for Orbital Aerodynamics Research), desarrollado por la Universidad de Manchester, ha demostrado cómo funcionan estas superficies de control aerodinámico. Se trata de pequeñas aletas orientables que pueden exponerse al flujo atmosférico para generar fuerzas y torques, permitiendo al satélite maniobrar sin gastar combustible tradicional.
Yo creo que es brillante: están literalmente usando el aire que amenaza con destruir el satélite como sistema de control. Es como aprender a navegar en una tormenta en lugar de simplemente resistirla.
China y su bala espacial
Un ejemplo fascinante de esta tecnología es el satélite experimental chino Chutian-001, que según el South China Morning Post tiene forma de bala específicamente diseñada para minimizar la resistencia atmosférica. Este diseño aerodinámico no es casualidad: cada detalle de su forma está pensado para reducir la fricción con los pocos átomos que encuentra en su camino.
China planea desplegar una constelación de 300 satélites de este tipo para 2030. El objetivo es ambicioso: ofrecer cobertura global continua para comunicaciones y vigilancia, operando en altitudes donde la mayoría consideraría imposible mantener satélites de forma sostenible.
Motores que respiran aire espacial
Pero las velas aerodinámicas son solo una parte de la ecuación. La verdadera revolución viene de los sistemas de propulsión que respiran atmósfera (ABEP, por sus siglas en inglés). Estas tecnologías, desarrolladas por empresas como NewOrbit Space, utilizan los propios átomos atmosféricos como combustible para motores iónicos.
Según información de Wikipedia sobre VLEO, NewOrbit Space logró operar un motor iónico completamente con aire en una cámara de vacío, alcanzando un impulso específico de 6,380 segundos y acelerando el aire entrante a más de 200,000 km/h. Esto significa que el sistema puede generar suficiente empuje para contrarrestar la resistencia atmosférica, permitiendo que los satélites operen de forma sostenible por debajo de los 200 kilómetros.
¿Te das cuenta de lo revolucionario que es esto? Estamos hablando de satélites que literalmente se alimentan del aire que encuentran, como una versión espacial de los motores a reacción.
Las ventajas que nos harán olvidar todo lo demás
¿Por qué tanto esfuerzo para volar tan bajo? Las ventajas son abrumadoras. Un satélite de comunicaciones en órbita rasante puede ofrecer una latencia de solo 32 milisegundos, comparado con los casi 600 milisegundos de los satélites geoestacionarios tradicionales. Para aplicaciones como internet satelital o comunicaciones en tiempo real, esta diferencia es abismal.
Para observación terrestre, estar más cerca significa poder usar cámaras más pequeñas y baratas para obtener la misma resolución. O mantener el mismo tamaño de cámara y conseguir imágenes con un detalle increíble. Los satélites VLEO pueden capturar imágenes de alta resolución sin necesidad de invertir en ópticas tan costosas como las que utilizan los dispositivos en órbitas más altas.
El costo de lanzamiento también se reduce significativamente. Requiere menos energía poner un satélite a 300 kilómetros que a 36,000 kilómetros, lo que se traduce en misiones más baratas y accesibles.
El desafío del oxígeno atómico
No todo son ventajas en este nuevo territorio. A altitudes VLEO, los satélites están expuestos a niveles muy altos de oxígeno atómico, una forma extremadamente reactiva del oxígeno que corroe rápidamente la mayoría de materiales. Se estima que hasta el 96% de la atmósfera a estas altitudes está compuesta por este oxígeno agresivo.
Cualquier vehículo que pase más de un mes en órbita VLEO necesita recubrimientos especiales y protección, o se corroerá rápidamente. Los materiales desarrollados para uso en VLEO deben proporcionar dos beneficios clave: protección contra el daño del oxígeno atómico y una superficie atómicamente lisa que dispersa los átomos de oxígeno de forma elástica, resultando en la mitad de la resistencia que los materiales tradicionales.
Japón abre camino con su prueba espacial
Japón ha sido pionero en demostrar la viabilidad comercial de estas tecnologías. En 2017, lanzaron el Super Low Altitude Test Satellite (apodado Tsubame), que orbitó a 167.4 kilómetros, la altitud más baja jamás alcanzada por un satélite de observación terrestre.
Esta misión demostró que es posible operar satélites de forma controlada a altitudes que antes se consideraban imposibles. Los datos recopilados han sido fundamentales para el desarrollo de las tecnologías actuales de VLEO.
Europa lidera la investigación fundamental
El proyecto DISCOVERER de la Unión Europea, con un presupuesto de 5.7 millones de euros, ha sido crucial para desarrollar las tecnologías que permiten la operación sostenible en VLEO. Su satélite experimental SOAR ha proporcionado datos invaluables sobre las interacciones entre diferentes materiales y el flujo atmosférico a estas altitudes.
La Agencia Espacial Europea está impulsando fuertemente la investigación en VLEO como parte de su Visión Tecnológica 2040, considerándola un elemento clave para las tecnologías espaciales disruptivas del futuro.
El futuro que se dibuja en el horizonte
Las perspectivas para los satélites de órbita rasante son emocionantes. Empresas como Thales Alenia Space están desarrollando satélites con forma de avión que podrían minimizar aún más la resistencia atmosférica. Otros proyectos se centran en aprovechar VLEO para monitorear desechos plásticos, medir parámetros atmosféricos y mejorar las telecomunicaciones en áreas remotas.
En mi opinión, estamos en el umbral de una nueva era en las comunicaciones satelitales. Estos satélites de órbita rasante podrían democratizar el acceso a internet de alta velocidad en todo el mundo, ofreciendo latencias comparables a las conexiones terrestres pero con cobertura global.
La combinación de velas aerodinámicas, propulsión que respira atmósfera y materiales resistentes al oxígeno atómico está creando una nueva clase de satélites que pueden operar de forma sostenible en una región del espacio que antes era inalcanzable comercialmente.
El internet del futuro podría llegar desde apenas 300 kilómetros sobre nuestras cabezas, navegando con velas invisibles entre los últimos suspiros de nuestra atmósfera.
