El MEV-1 realiza el primer acoplamiento en órbita geoestacionaria

Por Daniel Marín

Los acoplamientos entre naves espaciales son rutinarios, pero hasta la fecha nunca se habían unido dos vehículos comerciales en la órbita geoestacionaria. El satélite MEV-1 se acopló con éxito con el satélite de comunicaciones Intelsat 901 el 25 de febrero de 2020 a las 07:15 UTC con el objetivo de comprobar las técnicas necesarias para prolongar la vida útil de otros satélites geoestacionarios. Técnicamente, el encuentro no se produjo exactamente en la órbita geoestacionaria (GEO), sino ligeramente por encima —unos 300 kilómetros, en una órbita de 36 080 x 36 099 kilómetros y 1,6º de inclinación— para evitar dejar vehículos a la deriva en esta delicada y estratégica zona en caso de que el acoplamiento resultase en fracaso. En su órbita actual, los dos vehículos se mueven unos 4º al día en longitud. Las imágenes enviadas por el MEV-1 de su «presa» son ciertamente espectaculares.

El Intelsat 901 visto desde el MEV-1 con la Tierra al fondo (Northrop Grumman).

Las maniobras de aproximación se iniciaron el pasado 5 de febrero. El 18 de febrero el MEV-1 se acercó a menos de 5 kilómetros del Intelsat 901 (IS-901) y el 24 de febrero se llevó a cabo un ensayo general de la aproximación durante el cual el MEV-1 llegó a situarse a 80 metros de su objetivo. El MEV-1 (Mission Extension Vehicle 1) es un satélite experimental de 2,33 toneladas fabricado por Northrop Grumman —antes Orbital ATK— que fue lanzado el pasado 19 de octubre de 2019 por un cohete ruso Protón-M/Briz-M Phase IV. Se trata de un remolcador espacial basado en la plataforma GEOStar-3 que incluye elementos de la nave de carga Cygnus para la ISS. El objetivo del MEV-1 es comprobar la viabilidad de las técnicas de extensión de la vida útil de los caros satélites de comunicaciones —comsats— que están en GEO, aunque, evidentemente, esta tecnología también puede servir para otros satélites civiles y militares.

El MEV-1 acoplado al Intelsat 901 (Northrop Grumman).

El MEV-1 introduce la sonda de acoplamiento en la tobera del motor del IS-901 (Northrop Grumman).

Detalle del sistema de acoplamiento LAE del MEV-1 (Northrop Grumman).

La vida útil de la mayoría de comsats modernos viene dictada por las reservas de combustible necesarias para estabilizar el satélite en la posición correcta en GEO y mantenerlo apuntando hacia la Tierra (hay que tener en cuenta las perturbaciones gravitatorias del Sol y la Luna, que hacen inestable una órbita geoestacionaria perfecta). Los remolcadores como el MEV se acoplan a los comsats y usan sus propios motores para mantener la orientación y la órbita adecuada de estos últimos. Se trata de un concepto muy viejo, pero nadie antes lo había llevado a cabo debido a las dificultades técnicas asociadas con la unión con un vehículo que no ha sido concebido para el acoplamiento con otra nave. Para prolongar la vida de su cliente, el MEV-1 lleva sus propias reservas de propergoles hipergólicos y dos motores eléctricos (de plasma) a base de xenón. La parte más compleja del procedimiento es el acoplamiento, pues recordemos que los comsats como el IS-901 no han sido diseñados para unirse con otras naves. El MEV-1 lleva un sistema de acoplamiento denominado «sistema LAE (Liquid Apogee Engine)» consistente en una sonda que se introduce por la tobera del motor de apogeo del comsat y despliega unas varillas una vez dentro de la cámara de combustión, garantizando una unión firme. El sistema es parecido a la técnica de sonda-cono que usan las Soyuz y Progress rusas, aunque sin la «cooperación» del vehículo pasivo. Además, el MEV-1 incluye varias cámaras —en visible e infrarrojo— y sensores LIDAR para el guiado y navegación del vehículo.

Satélite MEV-1 (Northrop Grumman).

El MEV-1 antes del lanzamiento (Northrop Grumman).

Para llevar a cabo este experimento de viabilidad del concepto de remolcador espacial se eligió el viejo satélite de comunicaciones Intelsat 901, lanzado en 2001 mediante un cohete europeo Ariane 44L. El IS-901 fue seleccionado porque tenía reservas de combustible para solamente unos meses. Los preparativos comenzaron el pasado 11 de diciembre, cuando el IS-901 elevó su órbita para alejarse ligeramente de GEO de cara al acoplamiento. Tras la unión con el MEV-1, el conjunto reducirá ahora la inclinación orbital a 0º usando los motores del remolcador para luego dirigirse a la longitud 27,5º de GEO, donde a partir de marzo el IS-901 continuará dando servicios de comunicaciones durante otros cinco años (suponiendo que todo salga bien). El IS-901 sustituirá en esta posición al IS-907, otro comsat de 17 años de vida que va a ser retirado. Posteriormente, el MEV-1 llevará al IS-901 hasta una órbita cementerio y, si sigue operativo, podrá ampliar la vida útil de otros satélites. La vida útil del propio MEV-1 se estima en 15 años.

El IS-901 visto en la lejanía por el MEV-1 (Northrop Grumman).

EL IS-901 y la Tierra visto desde el MEV-1 (Northrop Grumman)

Northrop Grumman planea lanzar el MEV-2 el año que viene, aunque no ha anunciado qué satélites serán sus objetivos. Más adelante tiene intención de desarrollar el MRV (Mission Robotic Vehicle), una versión avanzada del MEV que, además de acoplamientos, también será capaz de inspeccionar satélites de cerca y realizar reparaciones sencillas gracias a un brazo robot. Este brazo también servirá para acoplarse con satélites que sean incompatibles con el sistema de acoplamiento LAE. Los MRV llevarán además hasta seis contenedores MEP. Los MEP (Mission Extension Pods) son módulos de pequeño tamaño que se quedarán acoplados a un comsat para aumentar su vida útil, lo que permitirá que cada MRV pueda ser servir para prolongar los servicios de un número significativo de satélites. En el futuro, Northrop Grumman tiene planeado introducir el sistema CIRAS (Commercial Infrastructure for Robotic Assembly and Services), un tipo de satélite dotado de brazos flexibles extremadamente largos que podrá remolcar y reparar satélites de todo tipo en GEO. La empresa Space Logistics, una subsidiaria de Northrop Grumman, es la encargada de ofrecer los servicios de los MEV/MRV en el mercado mundial.

Un futuro MRV se acopla con seis MEP (Northrop Grumman).

Concepto de satélite CIRAS para reparar satélites en órbita (Northrop Grumman).

Aunque el acoplamiento del MEV-1 con el IS-901 es el primero en GEO de dos satélites comerciales, no sabemos si es el primero de este tipo en esta órbita. Los EE UU han lanzado en el pasado satélites militares con el objetivo de espiar otros satélites en GEO y, en algunos casos, quizá también se acoplaron con ellos. El ejemplo más famoso es el satélite espía Prowler, lanzado en 1990 por la misión militar STS-38 del transbordador espacial Atlantis. Sabemos que Prowler se acercó a varios satélites rusos en GEO, probablemente para espiar sus comunicaciones, pero se desconoce la distancia mínima que llegó alcanzar. Más recientemente, los satélites estadounidense Pan y Clío de la serie Némesis —lanzados en 2009 y 2014, respectivamente— han estado haciendo de las suyas en GEO, aunque su misión parece que se centra únicamente en el espionaje de comunicaciones (ELINT) de satélites «enemigos».

Características de MEV, MRV y MEP (Northrop Grumman).

De forma parecida, desde 2014 el satélite ruso Olymp-K (Luch) ha espiado de forma remota las comunicaciones de los satélites occidentales Intelsat 8, Intelsat 901, Intelsat 905, Athena-Fidus, Intelsat 20 e Intelsat 36. Por otro lado, los cuatro satélites militares GSSAP (Geosynchronous Space Situational Awareness Program) han sido diseñados específicamente para inspeccionar de cerca otros satélites en GEO, aunque se desconoce si tienen capacidad de acoplamiento (vale la pena subrayar que también han sido fabricados por Northrop Grumman). En definitiva, los MEV y sus sucesores permitirán ampliar la vida útil de muchos satélites comerciales y de todo tipo, pero no debemos olvidarnos de sus posibles aplicaciones militares.

Fuente:  danielmarin.naukas.com