El mercado espacial ha experimentado un notable cambio, expandiéndose más allá de la NASA y demás agencias gubernamentales para incluir una variedad de empresas diversas, desde startups hasta gigantes tecnológicos, todas contribuyendo a las innovaciones en el creciente ámbito del «Nuevo Espacio» o “Espacio 2.0”. Con enfoques de pensamiento expandidos que han fomentado la deconstrucción de metodologías anteriores, las soluciones tecnológicas están avanzando a pasos agigantados más allá de las capacidades previas, creando un nuevo orden mundial de electrónica espacial. A medida que la financiación aumenta y los costes continúan disminuyendo, es probable que la industria espacial experimente oportunidades crecientes.
El término «Espacio 1.0» podría interpretarse como la fase inicial o la primera etapa del desarrollo espacial, caracterizada por costes significativos y limitaciones tecnológicas. Durante esta fase, las misiones espaciales eran menos frecuentes, más costosas y requerían tecnologías especializadas. En contraste, el «Espacio 2.0» podría representar la actualidad, donde la reducción de costes, la proliferación de misiones espaciales en órbitas cercanas y la integración de tecnologías más avanzadas tipo COTS, han revolucionado la accesibilidad y la viabilidad económica del espacio. Este cambio se traduce en una mayor diversidad de actores, desde nuevas empresas hasta gigantes tecnológicos, contribuyendo a la creciente era del «Nuevo Espacio».
Impulsores de las Innovaciones Espaciales
La reducción del tamaño de los componentes con integraciones más ajustadas ha resultado en constelaciones de satélites pequeños lanzados a órbitas más bajas, mejorando la redundancia del sistema y facilitando una serie de capacidades para nosotros en la Tierra. Esto incluye avances en telecomunicaciones, navegación, astrofísica y geología. Este enfoque contrasta con la tendencia de tener un único satélite grande, costoso (¡y que debe funcionar!) que tomará años, si no una década, para poner en órbita. El desarrollo de vehículos de lanzamiento reutilizables y unidades de reentrada ha contribuido significativamente a reducir los costes de poner sistemas en órbita, haciendo que los viajes espaciales sean más baratos y accesibles para el público en general.
Empresas privadas como Virgin Galactic, SpaceX, Blue Origin, Boeing, Airbus y cientos de nuevas empresas tecnológicas espaciales lideran esta carga, creando un mercado de vuelos espaciales comerciales nunca antes imaginado. Alter Technology, Arquimea, Indra, GMV, Elecnor Deimos, Sener, Crisa o PLD SPace con su Miura son algunos ejemplos de empresas innovadoras que aplican diferentes tecnologías que hacen crecer este nuevo segmento de mercado en España.
Ecosistema Espacial de Próxima Generación Utilizando COTS para Redes, Conectividad e IA en Todas las Misiones y Órbitas
El sector espacial en crecimiento no se limita a aplicaciones en órbitas bajas y medias. Las innovaciones avanzan continuamente hacia las profundidades del espacio exterior, yendo más allá de los lanzamientos de satélites. Esto incluye exploraciones exitosas en Marte y el plan actual de una puerta lunar que servirá como centro para misiones futuras a regiones más profundas del espacio.
Con el respaldo de entidades privadas y la capacidad de capitalizar tecnologías informáticas en este entorno resistente, la electrónica relacionada con el espacio, que incluye vehículos de lanzamiento, satélites, propulsión y otras innovaciones, se está llevando al mercado más rápidamente que nunca. El espacio está experimentando un crecimiento significativo en la atención, así como mayores implicaciones en las múltiples industrias relacionadas.
El Hilo Común: Digitalización de la Electrónica Espacial Utilizando Sistemas COTS
El común denominador en todas las partes de la exploración espacial actual es la digitalización de la electrónica mediante sistemas COTS (“Commercial Off-The-Shelf” o «Computer Off-The-Shelf» en inglés, lo que se traduciría como «Componentes electrónicos comerciales listos para usar») que se basan en estándares abiertos y una escalabilidad altamente adaptable para facilitar innovaciones rentables. Dos áreas específicas de enfoque que mejoran lo que podríamos llamar la Espina Dorsal Digital del Espacio (DBB, por sus siglas en inglés: ”Digital Backbone”) son la comunicación habilitada para Ethernet y la calificación de componentes basada en la órbita y la criticidad de la misión, estableciendo el escenario para ofrecer aún más soluciones espaciales.
Espina Dorsal Digital del Espacio: una Infraestructura Común y en Red
Modelando un enfoque de «autopista de la información», la arquitectura de la Espina Dorsal Digital del Espacio proporciona una infraestructura de comunicación unificada, flexible y escalable para la creciente cantidad de tecnologías de Internet de las cosas (IoT) implementadas en objetivos de misiones espaciales. Estos objetivos de misión, que utilizan en gran medida sistemas COTS para escalabilidad y eficiencia de costes, están dando forma a cómo operarán las futuras misiones, desde aplicaciones en órbitas terrestres cercanas (NEO/LEO/GEO) y lunares hasta el espacio profundo.
Órbitas Terrestres Clave: NEO, LEO y GEO
Las órbitas Near-Earth Orbit (NEO), Low Earth Orbit (LEO) y Geostationary Orbit (GEO) son fundamentales para las misiones espaciales actuales. NEO, cercana a la Tierra, permite una observación más detallada y rápida de la superficie terrestre. LEO, a altitudes más bajas, facilita el lanzamiento de satélites más pequeños y de menor coste para aplicaciones como observación de la Tierra, comunicaciones y ciencia. GEO, en cambio, se encuentra a una altitud fija sobre la Tierra, ideal para satélites de comunicaciones debido a su posición constante en el cielo. La elección de la órbita depende de los objetivos de la misión y los costes asociados, siendo esencial encontrar un equilibrio entre rendimiento y eficiencia económica.
El DBB espacial de Aitech proporciona electrónica espacial para operar en todo el universo eliminando las limitaciones de conectividad y cómputo, así como los cuellos de botella de rendimiento asociados que han mantenido a la electrónica tolerante a la radiación en el espacio varias generaciones detrás de sistemas similares en la Tierra en cuanto a avance tecnológico, adopción de arquitecturas modernizadas y estándares abiertos.
Aplicación Efectiva de Sistemas COTS Rugedizados en el Espacio
La construcción de electrónica espacial se centra en estrategias de mitigación de riesgos. Cada misión es única, y estos riesgos varían según el nivel necesario de confiabilidad, la duración de la misión, los parámetros orbitales, si es una misión tripulada o no tripulada, etc. Factores ambientales, como las fluctuaciones de temperatura que ocurren en minutos a horas por órbita, así como el impacto del choque y la vibración durante el lanzamiento, junto con la exposición a la radiación natural y táctica, influyen en todos los elementos de riesgo.
El uso de hardware COTS permite a los desarrolladores de satélites cumplir con calendarios agresivos utilizando diseños integrados probados y confiables para mitigar los riesgos del programa o la misión a lo largo del ciclo de vida de cualquier satélite.
Ejemplos de adaptación de aviónica a espacio
Con el objetivo de reducir riesgos de diseño, minimizar costes y tener un rápido desarrollo, Aitech adaptó el sistema GPGPU A176 diseñado para mil-aero/UAV/vehículos de tierra convirtiéndolo en el S-A1760 orientado a carga útil, satélites, lanzadores y procesamiento de imagen e IA en el espacio. Otro ejemplo de cualificación espacial a partir de un dispositivo de aviónica es el switch S-A6640 adaptado para NEO y LEO a partir del switch/Router de fibra óptica A664.
Sin perder funcionalidad pero adaptados a condiciones especiales de radiación, vibración y vacío
