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Los conectores con alta densidad de contactos demuestran ser primordiales para el despliegue de una red de comunicaciones basada en nanosatélites

Aunque la mayoría de nosotros vivimos actualmente en la “Era Conectada”, hay que reconocer que no todos tienen tanta suerte. Aún quedan algunas regiones del planeta cuya población está demasiado dispersa como para que sea viable económicamente para justificar el despliegue de una infraestructura de comunicación de tipo terrestre, como las estaciones base celulares o puntos de acceso a Wi-Fi. Como resultado de ello, una gran parte de la población de la Tierra no puede disfrutar de las ventajas de los servicios de voz/datos de nueva generación que ya se están disponibles en otros lugares. Para dar una cierta idea sobre la gravedad del problema, se estima que en la actualidad unos 3.000 millones de personas aún no pueden acceder a Internet (según un estudio del World Economic Forum). Se trata generalmente de regiones situadas en África y Sudamérica, así como zonas remotas de Asia. Existen algunas circunstancias que tienen una gran influencia, como su bienestar económico, salud y educación. El proveedor australiano de comunicaciones Sky and Space Global (ASX:SAS) trata de cambiar las cosas. En lugar de confiar en redes terrestres convencionales, tiene previsto ofrecer servicios a través de la implementación de su reciente constelación de nanosatélites.

Por lo que se refiere a “Las Perlas”, estarán formadas por unos 200 nanosatélites – situados en una órbita baja (low Earth orbit, LEO) sobre la superficie de la Tierra – en anillos orbitales próximos al ecuador. El objetivo de esta configuración es proporcionar unas capacidades de comunicación más rentables y asequibles a partes del mundo donde has ahora esto no ha sido factible y por tanto han quedado muy desatendidos. La multitud de nanosatélites que constituyen la constelación de “Las Perlas”, todos ellos incorporan paneles fotovoltaicos de 3 m para el seguimiento del sol, a través de los cuales se puede captar la energía solar. Cada uno de ellos se encuentra en una órbita situada a una distancia uniforme de los otros nanosatélites, creando así un “collar” orbital. Sus frecuencias de comunicaciones se encuentran en la banda S (2 GHz a 4 GHz). Además tendrán la capacidad de comunicarse entre sí, por lo que cada satélite funciona como enrutador. Cada nanosatélite necesitará unos 90 minutos para rodear el planeta. Mientras siguen su órbita, cederán su cobertura de la comunicación del área que han estado ocupando al siguiente nanosatélite de la cadena, y por tanto asumir las responsabilidades de cobertura del nanosatélite anterior.

Este proceso se irá repitiendo y la consiguiente formación de un anillo continuo de nanosatélites hará que la cobertura inalámbrica de banda estrecha se conservará en todo momento. Esta ambiciosa iniciativa permitirá disponer de servicios de comunicaciones de voz, mensajería, IoT y M2M sin unos costes excesivos. Esta iniciativa llega tras el éxito de la constelación “Tres Diamantes” de la propia compañía, que fue lanzada al espacio a mediados de 2017. Esta misión, formada por tan solo 3 nanosatélites, tenía como meta comprobar la viabilidad de todos los bloques funcionales de un proyecto a una mayor escala para verificar que tanto la cobertura como las funciones de cesión se pueden lograr de manera efectiva. La empresa danesa especializada en satélites GomSpace, que ya ha participado en el Proyecto de prueba, ganó un concurso internacional para el desarrollo de los nanosatélites necesaria para la constelación de “Las Perlas”. Dado que los ingenieros han trabajado estrechamente con la filial británica de SAS para definir los requisitos exactos del diseño de hardware y los principales atributos de todos los componentes integrantes.

Con el fin de minimizar tanto la carga útil como el consumo de energía, cada nanosatélite verá reducido su tamaño, de forma que sus dimensiones externas no serán superiores a 24 cm x 45 cm x 12 cm. Esto significa que todos los circuitos electrónicos esenciales deben caber en un espacio extremadamente limitado. Ha sido de la máxima importancia, desde un punto de vista económico y logístico, que el diseño del nanosatélite recurriera, en la medida de lo posible, a componentes comerciales en lugar de utilizar productos diseñados a medida. Esto no solo ha ayudado a evitar un aumento de los costes iniciales y a controlar el presupuesto, sino que también ha facilitado la fabricación y ha acortado significativamente el tiempo de desarrollo. Con el proyecto ya en marcha, Harwin empezó a trabajar directamente con GomSpace hace algo más de un año, cuando los equipos de ingeniería de ambas compañías empezaron a trabajar conjuntamente en la mejor manera de gestionar todos los aspectos relacionados con la conectividad.

Gracias a su tamaño compacto, construcción ligera con carcasa de plástico y robustez innata, se seleccionaron varios modelos pertenecientes a la serie de conectores bloqueados Gecko de Harwin. Estos conectores con alta densidad de contactos y paso estrecho (1,25 mm) se han utilizado durante los últimos años en diversos proyectos relacionados con el espacio. Estos dispositivos, caracterizados por ofrecer la máxima resistencia del mercado frente a choques y vibraciones, así como un rango de temperaturas de funcionamiento de -65°C a +150°C, representan una solución de interconexión de muy alta fiabilidad. Otra ventaja clave de la serie de productos Gecko corresponde a sus propiedades de desgasificación. Estos conectores ofrecen un rendimiento mucho mejor que otros conectores cuando se encuentran en el vacío, aportando así protección frente a una causa potencial de avería en la circuitería electrónica. Se suministró una cantidad inicial de 100 unidades para la fase de desarrollo. Se trataba de versiones para inserción y montaje superficial (en formatos de 6 a 34 patillas) con más de 35 pares conectados en cada nanosatélite. Se necesitarán más unidades para finalizar el proyecto y para cubrir los continuos requisitos a medida que se sustituyan los nanosatélites durante la próxima década. “Para cada nanosatélite disponemos de numerosas tarjetas de alta integración que se deben apilar estrechamente, con poco espacio entre sí.

Dado que existe un espacio tan limitado, es de máxima importancia que podamos utilizar componentes compactos de bajo perfil que contribuye muy poco a incrementar el peso del sistema. Estos deben ofrecer al mismo tiempo un alto grado de robustez operativa y su idoneidad para la aplicación, así como un precio aceptable, por lo que no hay problemas presupuestarios”, explica Klaus Ahlbech, Director de Investigación y Desarrollo de GomSpace. “Los conectores Gecko de Harwin han demostrado que tienen todas las características exigidas por este proyecto y nos ha garantizado la conectividad entre tarjetas a largo plazo, incluso bajo unas circunstancias tan adversas”. “Junto con el continuo asesoramiento técnico suministrado por Harwin, el soporte de la compañía por lo que respecta a las herramientas ha sido otro aspecto importante”, continúa.

“Esto nos ha permitido un avance mucho más rápido en las primeras etapas del desarrollo del hardware y cumplir los plazos del proyecto”. La producción de los satélites ya está en marcha y su despliegue en el espacio está previsto en 2019. Los nanosatélites estarán en su lugar y la constelación será operativa en 2020.



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