Herramientas gratuitas para el espacio

22/02/2014 0 comentarios
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La calidad de una misión espacial no debería depender del coste de las herramientas. Roger Jove

La calidad, en un proceso de ingeniería, es muy importante y cuando hablamos de cosas críticas como una misión espacial, lo es aún más. Esa calidad tiene un coste que en algunos casos, cuando queremos garantizar la fiabilidad de un sistema, dicho coste se dispara. Pero ¿qué pasa cuando hablamos de países pobres que no pueden permitirse el lujo de tener las mejores herramientas a la hora de diseñar, probar y gestionar misiones espaciales? En algunos casos, simplemente no podrán acceder al espacio por falta de recursos, pero en otros, quien sufre es la calidad y con ello, muchas veces la fiabilidad de la misión espacial que suele acabar en fracaso. Si en vez de hablar de países, hablamos de empresas, el acceso al espacio queda limitado a las empresas con mucho capital o que forman parte del Lobby Aeroespacial formado por unas pocas agencias espaciales y grandes multinacionales. Esto no debería ser así. Es como el transporte público en una gran ciudad o acceso a pozos de agua en las zonas rurales: que debería ser accesible a todo el mundo.

Por eso desde aquí apostamos por la filosofía del Open Source o código abierto, porque el coste del desarrollo recae en la comunidad y no en gobiernos o grandes empresas que puedan tener intereses de control o económicos. Apostamos por compartir conocimientos, experiencia y que esos recursos los pueda integrar cada uno en su pequeño entorno. Por poner un ejemplo, si una empresa se quiere dedicar a fabricar satélites, tal y como está establecido el mercado aeroespacial (ver ¿Por qué es tan caro ir al espacio?) va a tener que seguir unas normas de diseño que implícitamente no son eficientes y que están orientadas al mercado y no a la misión. Por lo tanto esta empresa fabricará satélites grandes, robustos, pero caros porque tiene que cumplir unos estándares de normalización y de calidad en nombre de la seguridad. ¿Y si cambiáramos esas normas? ¿Y si cambiáramos de paradigma? Que el diseño estuviera orientado a la carga de pago, es decir, que todo el ciclo de diseño de ingeniería se amoldara a la necesidad del cliente y no al revés.

 

Diseño abierto de la computadora de abordo del WikiSat v4.1

Diseño de la computadora de a bordo del WikiSat v4.1 y la zona PAYLOAD para el cliente

Hace poco, una alumna mía ha realizado un excelente trabajo analizando la viabilidad de esta idea: incluir al cliente en el proceso de diseño y fabricación de un satélite. Centrarse en lo que necesita el cliente y simplificarlo todo para que el proceso de ingeniería sea barato, rápido, eficiente y repetible. Por primera vez, la ingeniera Aina Pallarès ha puesto a prueba este concepto logrando unos resultados muy interesantes. Ha supuesto un hipotético cliente fabricante de cámaras digitales que quiere dar el salto y meterse en el sector aeroespacial. A dicho cliente le gustaría usar sus pequeñas cámaras en misiones de observación terrestre para emergencias, algo que se conoce con el nombre de Responsive Space (http://www.responsivespace.com/) u observación desde el espacio que responde inmediatamente. Pero ¿cuál es el objetivo en realidad? ¿Embarcar una caja robusta que cumple todas las normativas aeroespaciales o probar si esa cámara obtiene las imágenes de las catástrofes de forma adecuada? Por eso, mi alumna descartó todo lo que envuelve a la cámara y vio que, en síntesis, lo que el cliente quiere probar es el sensor fotosensible, un chip que apenas pesa menos de un gramo y que mide pocos milímetros. El resto de los componentes solo son para que las personas podamos interactuar con ese chip, configurar la cámara y hacer una foto. Tanto el fabricante de cámaras como nosotros, como fabricantes de satélites, utilizamos componentes electrónicos soldados sobre circuitos (componentes SMD) que se rigen por unas normas industriales bien definidas.

La idea fue darle al cliente los planos del satélite (https://code.google.com/p/moon-20/wiki/WikiSat) que son públicos, para que integrara en un espacio que hemos reservado para el cliente en la fase de diseño de nuestro satélite, únicamente su chip. La zona está marcada en el esquema anterior como PAYLOAD en color violeta. Es el satélite el que se encargará de alimentar, gestionar y descargar las imágenes de ese chip que al fin y al cabo es una cámara. Pero para ello, tanto el cliente como el fabricante de satélites deberían usar las mismas herramientas. Existen herramientas buenas de diseño de circuitos que no son de pago y son accesibles a todos (Por ejemplo el EAGLE PCB de cadsoftusa (http://www.cadsoftusa.com/) pero no son de código abierto y cuya licencia no te suele dejar hacer productos comerciales con ellas. Aun así, diseñar pequeños femto-satélites es posible gracias a que hay herramientas de calidad que no debemos pagar por ellas para poderlas usar tal y como proponía Roger Jove en su artículo.

 

Himar y Juan durante el lanzamiento en Canarias usando el simulador Moon2.0

Himar y Juan durante el lanzamiento en Canarias usando herramientas gratuitas para misiones de bajo coste

Pero llegados a este punto, con fabricar el satélite no es suficiente. Porque no podríamos probar la idea si no tuviéramos todo lo demás para poner en órbita ese pequeño satélite y no podemos ponerlo en órbita hasta que no hayamos probado que todo funciona. Es la pescadilla que se muerde la cola. Por eso necesitamos una herramienta que integre todas las fases de la misión, desde el diseño del satélite, las pruebas funcionales, los motores, los cohetes, los subsistemas embarcados, la misión, hasta el reciclado de los satélites. Es decir, necesitamos un simulador lo más realista posible que cubra de una forma sencilla y fiable todos los aspectos de una misión espacial de bajo coste tanto en diseño como en operación. Hay en el mercado herramientas parecidas, pero son de pago. Solo grandes empresas o instituciones se pueden permitir el lujo de tenerlas como por ejemplo STK de AGI (http://www.agi.com/) que, al igual que pasa con EAGLE PCB, te permiten usar una versión de prueba pero cuando necesitas toda la potencia de dichas herramientas debes pagar una licencia. Pero Aina no tuvo que pagar dichas licencias porque hay un proyecto en Google Code llamado Moon2.0 desarrollado por la comunidad que es de código abierto, gratis y que desde el primer momento tienes acceso a todas las funcionalidades. Este proyecto empezó a raíz del concurso Google Lunar X-Prize cuando el grupo Team FREDNET presentó dicha herramienta (http://bit.ly/4ZaOhz) por aquellos entonces muy básica. El pasado jueves 13 de febrero tuve la oportunidad de presentar a la Agrupación Astronómica de Barcelona (ASTER), junto a Ali Beizaee (El ingeniero del cohete de 4 kg), estas herramientas y recibir sus impresiones para mejorarlas.

Visita a ASTER en el 2014. De izquierda a derecha: Aitor, Joshua, Pere y Alí entre otros

Aitor, Joshua, Pere y Alí intercambiando experiencias en ASTER

 

En esta prueba de concepto que llevó a cabo Aina se llegó a la conclusión de que, no solo ese pequeño chip sirve para muchas misiones potenciales y posibles aplicaciones que salvarán vidas sino que propuso una serie de mejoras al WikiSat que a partir de ahora, todos podrán disfrutar. De esa manera, la comunidad va mejorando la calidad de sus propias herramientas que en un primer momento no tuvieron que pagar.