NGC Aerospace diseña satélites que maniobran usando el arrastre atmosférico en órbita terr

NGC Aerospace ha completado un estudio para la Agencia Espacial Europea que revela un enfoque novedoso para la navegación de satélites: usar la propia atmósfera como herramienta de maniobra. Para los satélites que orbitan en órbita terrestre muy baja (VLEO), aproximadamente por debajo de los 450 kilómetros de altitud, la tenue atmósfera superior suele percibirse como un obstáculo que desacelera rápidamente a las naves. Pero NGC Aerospace propone convertir ese arrastre en una ventaja mediante superficies aerodinámicas que controlen la orientación del satélite, aliviando la carga sobre las ruedas de reacción y los propulsores tradicionales.

Los satélites VLEO se benefician de estar más cerca de la Tierra, con enlaces de datos más rápidos y mayor resolución de imagen, pero la resistencia atmosférica reduce drásticamente su vida orbital. La solución de NGC, desarrollada en el marco del programa RAVELO de la ESA, se llama Robust Attitude and Orbit Control System for Very Low Earth Orbit (RAOS-VLEO). Integra aletas aerodinámicas externas que ajustan la orientación en los tres ejes al interactuar con el escaso flujo atmosférico, permitiendo efectivamente que el satélite «surfee» el arrastre en lugar de combatirlo constantemente.

Este enfoque también reduce la dependencia de los sistemas a bordo de gestión del momento angular. Normalmente, los satélites usan torques magnéticos o propulsores para descargar el momento angular acumulado en las ruedas de reacción. Aquí, las fuerzas aerodinámicas asumen parcialmente ese papel, disminuyendo el desgaste y reduciendo el consumo de combustible.

NGC Aerospace también está perfeccionando el software a bordo para apoyar la navegación autónoma. Estos nuevos algoritmos permiten a los satélites alinearse con el flujo de aire y con el Sol, medir la densidad atmosférica en tiempo real y ajustar comandos sin control constante desde tierra. Tal vez el aspecto más intrigante sea la combinación con un propulsor eléctrico que «respira» partículas atmosféricas como propulsante, lo que promete extender la duración de las misiones.

Desafíos de los satélites en órbita terrestre muy baja

Los satélites en VLEO han atraído durante mucho tiempo a operadores interesados en imágenes de baja latencia y alta resolución, pero el entorno es duro. El arrastre atmosférico agota rápidamente la velocidad del satélite y exige maniobras frecuentes de elevación de órbita para mantenerse en vuelo.

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Misiones anteriores han llevado al límite estas posibilidades. El satélite GOCE de Europa, lanzado en 2009, mantuvo una órbita de 255 km usando un motor iónico para contrarrestar el arrastre. El japonés SLATS (Tsubame) fue aún más bajo, alrededor de 167 km en 2018, estableciendo récords para operaciones VLEO pero poniendo de manifiesto el desafío del control preciso de actitud y órbita en tales condiciones.

Mientras tanto, la industria explora la propulsión eléctrica «respiradora» (air-breathing) como enfoque complementario. Esta técnica utiliza directamente partículas atmosféricas para generar empuje, reduciendo la masa de propelente. La ESA, la empresa italiana Sitael y varias startups están desarrollando activamente estos sistemas para satélites pequeños. La combinación del control aerodinámico con propulsores que respiran aire en un sistema unificado podría transformar las misiones VLEO de experimentales a operativas.

El impulso comercial detrás de estos esfuerzos es claro: órbitas más bajas significan retrasos de comunicación menores y observaciones de la Tierra más nítidas, importantes tanto para constelaciones de telecomunicaciones como para satélites de observación terrestre. Incluso unas pocas decenas de kilómetros más cerca de la Tierra aumentan significativamente el detalle de las imágenes, por lo que la gestión del arrastre atmosférico se convierte en un objetivo clave para la próxima generación de tecnología satelital.

Si el sistema integrado de control aerodinámico y de propulsión de NGC Aerospace demuestra ser viable, podría permitir el uso rutinario de VLEO para misiones prácticas, convirtiendo el arrastre atmosférico de una carga en un valioso aliado.