El personal del Centro de Control de Satélites de Xi'an trabaja para rescatar el satélite BDS-3 GEO 2, marzo del 2020. (Foto: Cortesía del Centro de Control satelital de Xi'an)
Por Fan Wei y Deng Xiaoci
"Era como un hombre en pie cuando de repente fue empujado hacia la izquierda por una fuerza externa, y luego hacia la derecha", describió Wang Xin, ingeniero principal del Centro de Control de Satélites de Xi'an, al recordar la emergencia satelital ocurrida en marzo del 2020 cuando el penúltimo satélite de la tercera generación del Sistema de Navegación por Satélite BeiDou (bdS-3) se encontró con un cambio de actitud anormal y se enfrentó a la posibilidad objetiva de irse de control.
Desde 1994, China ha enviado un total de 59 satélites BeiDou a la órbita en 44 misiones de lanzamiento espacial con una tasa de éxito del 100 por ciento. El 31 de julio del 2020, se anunció la finalización y puesta en marcha oficial del gran proyecto de infraestructura espacial desarrollado por el país.
Además del fuerte rendimiento de los vehículos de lanzamiento y los satélites, hay un misterioso equipo de "pastores estelares" detrás del notable éxito. Ellos protegen la constelación de satélites más grande de China durante todo el día.
Superando la adversidad, incluida la epidemia de COVID-19, fue este mismo equipo el que realizó un rescate espacial cuando el satélite BDS-3 GEO-2 experimentó anomalías en marzo de 2020 y logró devolver el satélite a su órbita preestablecida.
Un momento aterrador
China lanzó el satélite BDS-3 GEO-2 a una órbita preestablecida a unos 200 kilómetros sobre el suelo a través de un cohete portador Larga Marcha-3B desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang el 9 de marzo de 2020. A medida que se desarrollaba el panel solar del satélite, la misión de lanzamiento avanzaba con éxito.
Fue el miembro número 29 del sistema BDS-3, lo que significa que solo había un satélite [GEO-3 que se lanzará en junio] antes de la finalización del despliegue completo de todos los satélites BDS-3.
Por plan, se esperaba originalmente que el satélite GEO-2 realizara cinco transferencias de órbita a su destino final de órbita geoestacionaria de 36.000 kilómetros.
Sin embargo, después de una primera maniobra suave, ocurrió un accidente. Los datos de teledetección indicaron que la actitud del satélite informaba de un cambio anormal después de que el motor principal del satélite funcionara durante más de 10 minutos.
"Hubo una fuerza de interferencia, causando perturbación en la actitud del satélite", recordó Wang.
Tal anomalía generalmente conduciría a consecuencias desastrosas, que según Wang, incluyeron el daño del equipo a bordo. Peor aún, también podría resultar en una ruptura total de la comunicación entre el satélite y el comando terrestre, y el equipo de apoyo en el terreno no podría monitorear y controlar el satélite en cuestión.
El equipo de control de vuelo, ante la situación de emergencia, tuvo que formular rápidamente una respuesta para controlar la actitud del satélite antes de que fuera demasiado tarde.
Además de las dificultades, debido a la situación epidémica de entonces, el equipo de control terrestre no pudo reunirse cara a cara con el equipo de desarrollo de satélites, aunque este último también estaba en Xi'an.
El equipo de monitoreo y control en tierra primero elaboró un valor crítico para los parámetros anormales, y cuando la situación alcanzara el valor, tendrían que apagar el motor principal para asegurar el satélite.
"Si el parámetro supera el punto crítico, el satélite probablemente perdería comunicación y control. Si no ordenáramos un apagado para el motor principal, el satélite no podría hacerlo una vez en el borde. Y si eso sucede, no tendríamos conocimiento sobre cuál sería la situación del satélite y a dónde iría", explicó Wang.
El estudio preliminar realizado por el equipo encontró que fueron los problemas con el motor principal los que causaron el cambio anormal de actitud, ya que era la única unidad de propelente que estaba funcionando. Una vez que el motor principal se apagara, el satélite podría mantenerse estable.
Finalmente, después de cinco minutos en la anomalía, el parámetro alcanzó el valor crítico que los científicos establecieron e hicieron la llamada para apagar el motor principal. Y eso funcionó para controlar la situación.
Es decir, en solo cinco minutos después de la anomalía, resolvimos la ubicación del problema, formulamos una respuesta de emergencia y realizamos pruebas, y eso evitó que el satélite cayera totalmente fuera de control, recordó Wang. "Fue impresionante vivir cada paso".
Tras este incidente, China lanzó el último satélite BDS en junio de 2020, marcando la finalización del despliegue de su propio sistema de navegación global.
El satélite, el número 55 de la familia de BeiDou, que significa "Osa Mayor" en chino, fue lanzado y enviado a su órbita preestablecida por un cohete portador Larga Marcha-3B desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang.
El sistema BDS proporciona señales de navegación a través de múltiples frecuencias y es capaz de mejorar la precisión del servicio mediante el uso de señales combinadas de múltiples frecuencias.
También integra capacidades de navegación y comunicación por primera vez, y puede proporcionar servicios de navegación, comunicación de mensajes cortos, aumento basado en satélites, búsqueda y rescate internacionales, así como posicionamiento preciso de puntos.
El valor del BDS de desarrollo propio de China superó los 400.000 millones de yuanes (62.800 millones de dólares) al final del XIII Plan Quinquenal (2016-20), aseguró la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma.
Hasta finales del 2021, se contabilizaron 1.000 millones de dispositivos terminales conectados al servicio de posicionamiento BDS y un total de 324 millones de teléfonos inteligentes de fabricación nacional vendidos en 2021 aplicables al sistema, lo que representa el 94,5 por ciento del envío total de teléfonos inteligentes nacionales.
BDS es el sistema espacial más grande de China y una de las cuatro redes globales de navegación junto con GPS de Estados Unidos, el GLONASS de Rusia y el Galileo de la Unión Europea. BDS puede proporcionar diversos servicios y potentes funciones. A nivel mundial, puede proporcionar servicios que permiten el posicionamiento, la navegación y el cronometraje, la comunicación global de mensajes y la búsqueda y rescate internacionales. En la región de Asia-Pacífico, sus servicios incluyen la comunicación regional de mensajes cortos, el posicionamiento preciso de puntos y el aumento basado en satélites y terrestres.
Hacer las cosas bien en 20 días
Rescatar el satélite de salirse de control fue solo el comienzo. Como el tipo de satélite más versátil, más grande y con la vida útil más larga, el satélite BDS-3 GEO era demasiado importante para perderlo.
A partir del 11 de noviembre del 2017, China programó 18 lanzamientos ajustados para 30 satélites BDS-3 en un período de poco más de dos años.
Ilustración del sistema BDS-3
Además, "tomaría otro año lanzar un satélite GEO-2 de respaldo, y eso retrasaría los objetivos de desplegar todos los satélites BDS-3 dentro de 2020", dijo Wang.
El equipo de monitoreo y control terrestre de Xi'an, después de resolver la crisis, realizó un análisis detallado con el equipo de desarrollo de satélites. Localizaron e identificaron el mal funcionamiento del motor principal.
El equipo se enfrentó a dos opciones para recuperar el satélite que se encontraba en la órbita de transferencia de unos 6.000 kilómetros hasta el destino GEO. Uno era tratar de reiniciar el motor principal siguiendo el plan anterior, y el otro era más complejo pero menos arriesgado, utilizando unidades de propelente más pequeñas que tenían la tarea de controlar la actitud para alcanzar su objetivo.
El segundo plan también fue muy desafiante, ya que requeriría comunicación en tiempo real durante los cambios de órbita e implicaría direcciones de encendido / apagado de alta precisión para los propulsores desde el suelo. El equipo de tierra debería tratar de ahorrar la mayor cantidad de combustible posible en el tanque del satélite para que el nuevo plan de transferencia orbital no afectara la vida útil de los propulsores del satélite.
Decidieron avanzar con el segundo plan, que era más complicado pero más seguro.
El 28 de marzo del 2020, 20 días después del lanzamiento, el satélite GEO-2 logró subir a los 36.000 kilómetros GEO mediante unos 20 traslados orbitales de alta precisión con la ayuda de sus propulsores, declarando la redención del satélite.
Gracias al control de alta precisión del equipo de tierra, los datos de monitoreo demostraron que la maniobra no afectó la vida útil del satélite.
Una década gloriosa
Los activos espaciales son activos estratégicos nacionales, subrayó el presidente chino, Xi Jinping, en septiembre del 2021,e instó a fortalecer de manera integral las capacidades de protección, recuperación y respaldo ante desastres, invulnerabilidad y supervivencia, y capacidad de protección de la información.
A medida que aumenta el número de satélites en órbita y sus capacidades de servicio se vuelven más poderosas en la última década, el equipo del Centro de Control de Satélites de Xi'an "Star Shepherd" asume una responsabilidad cada vez más importante.
Yang Yong'an, un ingeniero principal del centro de Xi'an, destacó que más de 300 satélites están ahora bajo la administración del centro, y un tercio de ellos están trabajando más allá de su vida útil diseñada.
“Debido a la excelente operación y mantenimiento del equipo, esos satélites todavía funcionan bien a pesar de un número creciente de unidades envejecidas”, recalcó.
Durante la última década, el centro ha formado capacidades de rango completo desde el diagnóstico de fallas hasta la reparación, y ha llevado a cabo una serie de misiones de rescate espacial para satélites, incluidos Zhongxing-9A y BDS-3 GEO-2, logrando una gran cantidad de proezas espaciales.
(Web editor: 周雨, Zhao Jian)
