CNOIS
NUESTROS OJOS EN LOS CIELOS
Por: DOMINGO SILVA CANCINO
Nuestro país, desde hace largo tiempo, ha estado buscando el tener la capacidad de tomar imágenes de nuestro territorio desde el espacio, sea a través de imágenes provistas por un satélite foráneo o a través de uno propio. Para ello se realizaron estudios y se realizaron gestiones, hasta que al fin contamos con nuestro propio satélite, el PeruSat1. Lanzado a través del cohete espacial Vega el 16 de setiembre último, su puesta en órbita ha significado un paso enorme para el país al alcanzar capacidad de detección aeroespacial, la misma que es controlada a través del Centro Nacional de Operaciones de Imágenes Satelitales (CNOIS). PD&S no podía quedar ajeno a este logro, por lo que nos decidimos a averiguar sobre este proceso y sobre este Centro Nacional de Operaciones, de importancia fundamental para el país.
ANTECEDENTES
Las primeras gestiones para adquirir un satélite y convertirnos en un país con capacidad aeroespacial se iniciaron en el año 2006, en el que se iniciaron los estudios en la Comisión Nacional de Investigación y Desarrollo Aeroespacial (CONIDA), organismo creado en junio de 1974 como parte del Sector Aeronáutica (FAP), pero que hoy forma parte del Ministerio de Defensa. Esta Comisión es el organismo rector de las actividades espaciales en el país y es sede de nuestra Agencia Espacial. En ese año ya se había delineado la necesidad de contar con un satélite para la captación de imágenes multiespectrales desde el espacio. De hecho se emitieron ese año y al año siguiente dos normas legales (la Ley N° 28799 y la Resolución Ministerial N° 114-2007-DE/SG) que declaraban de interés nacional la implementación de un Centro de Operaciones de Imágenes Satelitales y se encargaba a CONIDA la implementación del sistema para la recepción, archivo, procesamiento y distribución de imágenes satelitales.
Asimismo, con la supervisión del CONIDA, y por iniciativa de dos universidades peruanas, se desarrolló el estudio de la tecnología satelital, con la implementación de proyectos de nanosatélites(1) en los años 2009 al 2014: en el 2009 se inició la construcción del nanosatélite Chasqui 1 (1 Kg.), a cargo de científicos de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), basado en el CubeSat, el mismo que fue lanzado en agosto de 2014 desde el cosmódromo de Baikonur, por el transbordador espacial ruso Progress M-22M; asimismo, la Pontificia Universidad Católica del Perú desarrolló en noviembre de 2013 dos nanosatélites: el PUCP Sat 1 y el Pocket PUCP (femtosatélite (2)), el primero óptico (toma fotografías de la Tierra con dos cámaras) y el segundo de comunicaciones. Ambos son monitoreados desde una estación en el Instituto de Radioastronomía (INRAS) de la PUCP y fueron lanzados a bordo del cohete Dnepr-1 desde la plataforma de lanzamiento en Dombarovsky (Yasny, Rusia).
Toda esta experiencia previa ha servido para que podamos establecer los requerimientos para el establecimiento del Sistema de Operaciones de Imágenes Satelitales que, en este caso, involucró la compra de un satélite.
COMPRA DEL SATÉLITE FRANCES E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA
CONIDA, luego de una evaluación de los estudios realizados en el país sobre tecnología satelital, de las necesidades del país y las diversas opciones en España, Israel, Inglaterra y Francia, optó por celebrar un contrato con el gobierno francés (y la empresa Airbus Defense & Space) para la construcción de un satélite, basado en el Astrosat-300, a un costo de 150 millones de euros, más los costos de implementación del Centro de Operaciones y la capacitación elevan el costo total del proyecto a unos 187 millones de euros (unos US$ 205 millones). El convenio de gobierno a gobierno firmado con Francia en abril de 2014, incluye el lanzamiento del satélite, la habilitación de una estación terrestre, transferencia tecnológica y la capacitación de personal peruano (unos 30-50 especialistas).
Esta compra no solo es del satélite, con esta compra hemos adquirido no solo un satélite, sino todo un sistema en el que no solo obtendremos imágenes de nuestro satélite, sino desde ya tenemos acceso a las imágenes que nos provee una constelación de satélites, nos explica el Crnel. FAP Henry Laguna, Director de Operaciones del CNOIS(3). ¿Pero qué es lo que hemos adquirido? El Crnel. Laguna nos explica, el país ha adquirido un satélite submétrico, es decir uno que tiene capacidad de proveer imágenes de alta resolución, de 0.7 metros de resolución, es decir que podrán distinguirse dos objetos separados tan solo 70 cm. uno del otro (tomada la imagen desde la cámara del satélite que orbita a 694 Km. de la Tierra) con lo que se pueden distinguir personas, vehículos y otros objetos (cultivos, entre otros). No solo ello sino que con el contrato hemos adquirido el derecho de obtener imágenes de los satélites franceses Pleiades 1A y 1B, SPOT 6 y 7 y dos RadarSat, que también pasan por nuestro territorio.
Aunque el satélite fue lanzado en setiembre aún no se encuentra plenamente operativo, en estos momentos se encuentra en fase IOT (in-orbit test), se están haciendo los últimos ajustes y esperamos tenerlo operativo en diciembre, nos cuenta el Crnel. Laguna. Los ajustes permiten que el CNOIS se enlace con el satélite de manera automática, ya que el satélite pasa descargando información unas cuatro veces en el día y tres veces en la noche, y dependiendo de la órbita en que esté(4) el proceso de descarga de información toma entre cuatro y once minutos. En ese lapso, el satélite proporciona dos tipos de información, las imágenes recogidas (solicitadas por los distintos usuarios del sistema) y el estado general de \”salud\” del satélite (housekeeping), acota el Crnel.
Todo lo referido no sería posible sin la implementación del CNOIS como una unidad operativa, el CNOIS es una unidad operativa de CONIDA, cuenta con 60 personas, 30 de ellos son científicos y el resto es personal administrativo y de servicios, nos confirma el Crnel. Laguna. Del personal de científicos, estos fueron mandados a Francia en cuatro turnos, así fue el primer grupo por 9 meses, el segundo por 11 meses, el tercero durante 13 meses y el último por 14 meses, para capacitarse en procesamiento de imágenes, control del satélite y en el uso del software. En dicha capacitación participan activamente tutores franceses, quienes van guiando la capacitación del personal peruano.
La implementación del CNOIS comprende la construcción de la Estación Terrena, la misma que se construyó en la Base FAP de Punta Lobos, en el distrito de Pucusana, por parte de la constructora Graña y Montero, por encargo de Airbus Defense & Space. Allí se establece el llamado IGS o segmento terreno de imágenes(5), está dentro de las instalaciones de la Estación(6), y consta de dos módulos, la Estación A, donde se reciben las solicitudes por parte de los usuarios del sistema, que alimentan un Working Plan y la Estación B, donde se monitorea la navegación espacial y se ejerce el control dinámico del satélite. Separada de la Estación, a algunos centenares de metros, se encuentra la Antena, la misma que está encerrada en un rádomo semiesférico encima de una construcción de cemento armado de unos 12 metros de altura, totalmente climatizada, donde se encuentran las computadoras que operan la Antena (control y cálculo de la trayectoria para el seguimiento de este durante la llamada ventana de comunicación y transmiten la data, por medio de fibra óptica, a la Sala de Control de la Estación. La Antena es bi-banda (S y X), la misma que está sujeta a un estricto cronograma de mantenimiento, para mantener esta y todos los subsistemas de soporte en perfectas condiciones.
BENEFICIOS DE LA CAPACIDAD DE OBTENER IMÁGENES SATELITALES
La implementación del CNOIS forma parte de un Proyecto de Inversión Pública (N° 21918) destinado a implementar el uso (adecuado) de la información de observación satelital, por los beneficios que acarrea a diversos sectores en el país. A efectos de resumir los diversos beneficios, alcanzamos una matriz:
| Areas de actividad | Aplicaciones | Impacto potencial de servicio proporcionado por el CNOIS | Indicadores para medir impactos potenciales |
| Defensa y Seguridad Nacional | Vigilancia de fronteras y detección de objetivos de alto valor estratégico | Refuerzo del resguardo de la soberanía nacional | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública |
| Seguridad nacional | Refuerzo de la seguridad nacional. Lucha contra el contrabando | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Riesgo y protección civil | Desastres naturales y antrópicos | Mitigación de daños materiales | Costos evitados en daños materiales |
| Mejora de vidas salvadas | Número de vidas salvadas y costos evitados | ||
| Medio ambiente | Desertificación Erosión de suelos | Reducción de pérdidas en tierras productivas | Reducción de pérdidas en el PBI |
| Deforestación | Control y reducción de la deforestación | Reducción de pérdidas en el PBI | |
| Recursos naturales | Agricultura | Monitoreo de rendimiento de cultivos | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública |
| Pesquería | Monitoreo de biomasas y reducción de pesca ilegal | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Geología, Minería, Hídricos | Monitoreo y gestión de cuencas, cartas geológicas y temáticas | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Desarrollo socioeconómico | Desarrollo nacional | Producción de cartografía básica y temática a diferentes escalas | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública |
| Geología, Minería, Petróleo | Cartas Geológicas y Temáticas | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Recursos hídricos | Monitoreo y gestión de cuencas | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Infraestructura | Información de base para proyectos | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Ordenación del territorio | Información de base para ordenamiento territorial | Mejora en eficacia/eficiencia en gestión de política pública | |
| Desarrollo tecnológico | Industria especializada | Creación de empresas y puestos de trabajo | Cualitativo (no cuantificable) |
Se ha calculado que la operación del satélite le reportará al país beneficios por alrededor de US$ 500 millones.
(RECUADRO 1)
SATÉLITES EN SUDAMÉRICA
- Argentina: Ha lanzado al espacio, en el año 2014, un satélite de comunicaciones llamado ARSAT-1, de órbita geoestacionaria y de comunicaciones, cuyo costo fue de US$ 270 millones y que provee servicios de televisión directa al hogar, acceso a Internet con recepción en antenas VSat y telefonía IP a toda la Argentina y países vecinos. Orbita a 36,000 km. de la Tierra y es controlada por su centro de operaciones en la localidad bonaerense de Benavidez. Asimismo, ya están próximos a lanzar dos satélites más, el ARSAT-2 y el ARSAT-3.
- Bolivia: Ha puesto en órbita su satélite de telecomunicaciones Tupac Katari, en diciembre de 2013, desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang (China). El satélite, de 2.36 mt. de largo, 2.1 mt. de ancho y 3.6 mt. de alto y con un peso de 5,100 Kg. opera en las bandas Ku, C y Ka, con un costo inicial de US$ 295 millones, financiado en más del 80% por el Banco de Desarrollo de China. Es de órbita geoestacionaria a 36,000 Km. de la tierra y tiene una duración estimada 15 años.
- Brasil: Ha puesto en órbita 3 satélites: el SCD-2 en octubre de 1998, Star One C1 en noviembre de 2007 y el Star One C2 en abril de 2008 (éstos dos últimos privados), que son satélites de comunicaciones. Asimismo, está próximo a lanzar el Satélite Geoestacionario de Defensa y Comunicaciones (SGDC) construido en Francia por Thales Alenia Space y será utilizado tanto por Telebras como por el Sistema de Comunicaciones Militares (SISCOMIS) y funcionará desde un Centro de Operaciones en Brasilia, contando con un centro de operaciones alterno (backup) localizado en Río de Janeiro.
- Chile: Este país lanzó en el año 1995 su primer satélite, el Fasat Alfa; luego en el año 1998 lanzó el Fasat Bravo y en el año 2011 lanzaron su satélite Fasat Charlie o SSOT, construido en Francia a un costo de 72 millones de dólares, siendo este un satélite óptico métrico, porque recoge imágenes entre 1.5 y 5.8 mt.
- México: Es el pionero lanzando satélites en Latinoamérica, con el Morelos I como su primer satélite, lanzado en junio de 1985, y habiendo colocado 8 satélites en el espacio hasta la fecha (Morelos II, UNAM-SAT I y UNAM-SAT II, Solidaridad 1 y 2, Satmex 5 y 6)
(RECUADRO 2)
EL SATÉLITE
El modelo escogido por nuestro país, el Astrosat-300, es un satélite de 400 Kg. de peso, con dimensiones de 1 mt. x 1 mt. x 1.8 mt. El artefacto espacial está compuesto de carburo de silicio, un material semiconductor, refractario, más resistente que el diamante a la presión y a las altas temperaturas, especialmente apto para las condiciones a encontrar en el espacio. Utiliza un instrumental óptico derivado de la familia NAOMI (New Astrosat Optical Modular Instrument), con un telescopio compacto estable, con control termal, un plano focal TDI(7), cámara pancromática y cámaras multiespectrales, lo que permite obtener imágenes de alta resolución, pancromáticas (escala de grises) a 0.70 mt. y de 5 espectros de color, hasta 2.80 mt.
El satélite es uno de órbita baja (especial para los satélites con instrumental óptico) y, por tanto, de alta velocidad (7 km./seg.) y recorre la superficie del planeta cada 90 minutos. El satélite tiene un sistema de alerta anticolisión, en caso detecte basura espacial da aviso a la Estación, para que procedan a la modificación de su trayectoria de vuelo hasta que haya pasado el peligro. Se estima que el satélite tendrá una duración de 10 años mínimo.
(RECUADRO 3)
EL COHETE LANZADOR
El Lanzador Vega fue lanzado por primera vez en febrero de 2012 y entró a realizar aplicaciones comerciales en diciembre de 2015, colocando en órbita los satélites Proba-V, VNREDSat-1, ESTCube-1, ESA IXV, Sentinel-2A y LISA Pathfinder. Este lanzador complementa las posibilidades que ofrece la Estación Aeroespacial Europea en Kourou, Guyana Francesa. El lanzador está diseñado para lanzar cargas entre 300 a 2,500 Kg. en órbita baja, y es la más adecuada para lanzar en órbita satélites de observación de la Tierra, así como pequeños satélites científicos.
Puede lanzar una carga de 1,500 Kg. a una altura de 700 Km. en una órbita polar. Tiene una altura de 30 mt., y tiene un peso al lanzamiento de 139 toneladas. Está compuesto de 4 etapas con cohetes de combustible sólido: (1) P80, (2) Zefiro-23, (3) Zefiro-9, y finalmente coronado por (4) un módulo de combustible líquido llamado Altitude Vernier Upper Module (AVUM). En esta última etapa está alojado el conjunto de aviónica del lanzador, que controla el vuelo del mismo.
El lanzador tiene un carenado de 8 mt. de longitud, donde se encapsula la carga y se protege esta durante el lanzamiento y puesta en órbita. Dentro del carenado hay un adaptador cónico para la carga, pudiendo llevar una sola carga (en ese caso con un peso máximo de 1,000 Kg.) como, con el uso del VESPA(8) – Adaptador de Carga Secundario del Vega – múltiples cargas (puede llevar carga secundaria hasta 600 Kg. o múltiples cargas distribuidas en el cono que puede extenderse hasta los 1,960 mm., también hasta ese límite de peso).
El módulo superior AVUM puede encenderse cinco veces; acoplado con el VESPA, puede colocar diferentes cargas en distintas órbitas, con la capacidad de cambiar planos orbitales. Con el último encendido, el AVUM se sale de órbita, con el objeto de no quedar como basura espacial.
La preparación del vehículo lanzador se efectúa en la plataforma de lanzamiento, dentro de un portal móvil que aloja todo el equipo de soporte de tierra para ensamblar y chequear el mismo, que antes del lanzamiento, es retirado. El Centro de Control de Operaciones del lanzador se encuentra en la Estación Aeroespacial, en el mismo sitio que aloja el centro de operaciones del Ariane 5.
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- Los nanosatélites son satélites con un peso entre 1 y 10 Kg. .
- Los femtosatélites son satélites con un peso menor a los 100 gramos. .
- El Director del CNOIS, Crnel. FAP Edgardo Barrueto, no estuvo presente cuando hicimos la visita.
- El satélite va en una órbita polar pero que puede ajustarse según el área donde se desee tomar imágenes.
- Image Ground Segment.
- La Estación Terrena está construida en un terreno de 15,000 m2, y tiene 6 módulos, (1) Recepción, (2) Estación A, (3) Estación B, (4) Habitaciones, (5) Comedor y (6) Servicios, en un área de 3,600 m2. Separado del conjunto se encuentra la Estación con la Antena.
- Time-delay integration, una técnica que permite conservar la nitidez de la imagen en el caso de objetos en movimiento.
- Vega Secondary Payload Adapter.