Entrevista a Airbus sobre la misión SMILE: “Monitorizar el clima espacial es vital para los humanos”

Desde 2019, Airbus Madrid trabaja en un proyecto espacial que tiene la ambición de revolucionar el estudio de los procesos físicos que tienen lugar durante la interacción del viento solar con el escudo magnético de la Tierra. Esta interacción, denominada también clima espacial, es fundamental para la vida en la Tierra como ha explicado Javier Sánchez Palma, responsable del proyecto SMILE en España, a LA RAZÓN en una entrevista en la que también ha participado Francisco Lechón, responsable de comunicación de Airbus España.

El satélite SMILE, que será lanzado desde la Guayana Francesa a bordo de un cohete europeo, Vega-C o Ariane 6-2, pesará más de dos toneladas, tendrá unas dimensiones de 3,5 metros de altura por 2,7 de diámetro y orbitará la Tierra a una distancia de entre 5.000 kilómetros y 121.000 en su apogeo, el punto más alejado, y que en este caso equivaldrá a un tercio de la distancia que hay entre la Tierra y la Luna, algo que pocos satélites han logrado.

La misión es una colaboración entre Europa (Agencia Especial Europea, ESA por sus siglas en inglés) y China (Academia de las Ciencias de China o CAS) en la que participa Airbus Madrid con la construcción del módulo de carga útil. Este contendrá cuatro avanzados instrumentos científicos de observación proporcionados por Reino Unido (uno) y China (tres).

La misión ha pasado por algunos reveses a lo largo de los años. Inicialmente, preveía usar componentes estadounidenses pero el gobierno de Donald Trump vetó la posibilidad por la participación de China en el proyecto, lo que obligó a recurrir a componentes europeos, retrasó la planificación de la misión y encareció el presupuesto inicial de 92 millones de euros. Canadá iba a aportar uno de los instrumentos de observación, pero se retiró del proyecto por lo que China se hizo cargo de uno más de los inicialmente previstos. Actualmente, todo sigue según lo previsto para realizar el lanzamiento a finales de 2024.

SMILE tiene el propósito de estudiar la interacción del viento solar con la magnetosfera de la Tierra que tiene lugar en la magnetopausa. Me gustaría aclarar algunos conceptos para una mejor comprensión de la entrevista, ¿qué es el viento solar, la magnetosfera y la magnetopausa?

Javier Sánchez Palma: El viento solar puede considerarse como la parte más exterior de la corona solar y es expulsada violentamente hacia el espacio interplanetario por los procesos energéticos en actividad en las regiones subyacentes del sol. El viento solar lo conforman partículas con carga eléctrica y dotadas de alta energía. La magnetosfera es la región con un intenso campo magnético que rodea un objeto astronómico. En el caso de la Tierra este campo magnético protege a nuestro planeta, a modo de escudo. La magnetopausa es la frontera magnética entre el campo magnético terrestre y el viento solar. Un dato curioso de esta es que se contrae o expande dependiendo de la intensidad del viento solar.

¿Por qué es importante estudiar la interacción del viento solar con la magnetosfera?

SMILE estudiará el entorno magnético de la Tierra o magnetosfera a escala global construyendo una comprensión más completa de la integración Sol-Tierra. Lo hará observando el flujo de partículas cargadas que salen del sol hacia el espacio interplanetario, el viento solar, y explorando como interactúan con el espacio alrededor de nuestro planeta. Esta interacción también se llama clima espacial. Monitorizar el clima espacial es vital para todos los humanos ya que estas partículas y gases emitidos por el sol crean dosis de radiaciones excepcionalmente altas, pudiendo, por ejemplo, dañar los satélites de comunicación y navegación, cortar temporalmente líneas de tensión en la Tierra e incluso ser dañino para los astronautas en las estaciones espaciales, como por ejemplo en la ISS (Estación Espacial Internacional). La magnetosfera es una burbuja magnética que fue clave para ayudar a la Tierra a desarrollarse y llegar a ser un planeta habitable, por tanto, podemos concluir que sin la magnetosfera no habría vida en la Tierra.

Los instrumentos científicos que incorpora el satélite son un generador de imágenes de rayos X blandos de campo amplio (SXI), proporcionado por Reino Unido, y una cámara ultravioleta (UVI), un analizador de datos ligeros (LIA) y un magnetómetro (MAG) que son aportados por China. ¿Cuál es la función de cada uno de ellos?

El SXI obtendrá mediciones únicas de las regiones donde el viento solar impacta en la magnetosfera. En el caso de UVI, estudiará la distribución global de las auroras boreales. MAG y LIA medirán las partículas energéticas en el viento solar y los cambios en el campo magnético local.

¿Cómo se va a desarrollar la misión SMILE?

Airbus España desarrollará tres modelos distintos del módulo de la carga útil, cuyo acrónimo es PLM. El modelo STM (modelo estructural y térmico) sería el primero. El segundo es el modelo EFM (modelo eléctrico funcional). Y por último el modelo PFM (modelo de vuelo), el que lanzaremos al espacio. El primer modelo STM fue entregado a la Agencia Espacial Europea en marzo de 2022, hace dos meses. Y enviado a Shanghái, en China, para su integración en el modelo QM (modelo de calificación) de la plataforma china.

Entonces, nuestros colegas chinos montarán el PLM en la plataforma y someterán al satélite a una intensa campaña de calificación en la que se demostrará que el satélite, compuesto por la plataforma china y el PLM, módulo de carga útil europeo, cumplen con los requisitos esperados por nuestro cliente. Principalmente, que será capaz de aguantar el ambiente al que será expuesto durante su lanzamiento y fase operacional. Es decir, cuando esté orbitando alrededor de la Tierra. Eso sería el primer modelo, el STM.

El modelo EFM estará durante todo el programa en nuestra área limpia de Madrid. Su principal uso es el de comprobar que eléctrica y funcionalmente, el diseño del PLM desarrollado por Airbus Madrid es válido. El modelo de vuelo del PLM, cuyo acrónimo es PFM, junto a la plataforma desarrollada en Shanghái por el CAS, la Academia de las Ciencias de China, será finalmente integrada y ensayada en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial, ESTEC, que tiene la ESA en Países Bajos. Al final de este año 2022, esperamos tener la revisión crítica de diseño, lo que en nuestro mundo se llama CDR (Critical Design Review), dónde nuestro cliente nos dará luz verde para la fabricación e integración del modelo de vuelo del PLM, el cual debería estar listo para entregar al cliente a principios de 2024. Eso llevaría un lanzamiento del satélite desde la Guayana Francesa en Sudamérica a finales de 2024.

¿Cuánto ha llevado el desarrollo?

Empezamos en marzo de 2019. Si entregamos el modelo de vuelo en enero de 2024 nuestras actividades principales acabarían ahí, pero no el contrato con la agencia porque somos responsables también de dar soporte a la ESA en la campaña de ensayos del modelo de vuelo del satélite en Países Bajos, durante la campaña de lanzamiento y durante las primeras fases operacionales del satélite. Se extenderían nuestras actividades, dando soporte, hasta final de 2025.

¿2019 es el inicio de vuestra participación o del proyecto en general?

El proyecto se dividió en dos fases, una primera en la que estábamos en competición con dos consorcios europeos. Entonces era una fase preliminar, un estudio previo en el que la agencia quería ver la viabilidad técnica del programa. Al finalizar esa fase, que fue diciembre del 2018, los tres consorcios hicimos una propuesta tanto técnica como programática como a nivel de precio a la ESA que finalmente se decantó por Airbus Madrid como contratistas principales del programa. La fase de desarrollo como tal realmente comenzó en marzo de 2019, lo que tuvimos antes fue una fase de estudio preliminar de viabilidad, sin ningún desarrollo.

SMILE alcanza su punto más alejado de la Tierra a casi un tercio de la distancia que hay con la Luna. ¿Es la mayor distancia que ha alcanzado un satélite orbitando la Tierra?

Sí, es bastante excepcional. El satélite SMILE volará en una órbita muy elíptica, con un apogeo, el punto de la órbita más lejano al centro de la Tierra, de 121.000 kilómetros. Esto hará que SMILE sea uno de los satélites orbitando la Tierra más lejanos, pero no el que más. Hay un satélite de la NASA, el TESS, cuyo apogeo se sitúa a 375.000 km, pero podríamos decir que SMILE esté en el top 10 de satélites con órbita con mayor apogeo.

SMILE es una misión conjunta de Europa y China, ¿cómo se han distribuido el desarrollo del proyecto?

SMILE es una misión conjunta entre la ESA y la Academia de las Ciencias de China, el CAS. La ESA es responsable del módulo de la carga útil, el PLM, de las instalaciones de ensayo con el modelo de vuelo del satélite, del lanzador, la campaña de lanzamiento y de la estación de tierra primaria que compartirá las operaciones científicas con el CAS. Por su parte, la Academia de Ciencias de China es responsable de la plataforma del satélite, que se compone a su vez del módulo de propulsión y del módulo de servicio, y de las operaciones científicas y de la misión.

Airbus España se ha encargado de la construcción de la carga útil del satélite que incluye los instrumentos científicos aportados por Europa y China ¿Puede explicar en más detalle el papel de Airbus España en este proyecto?

Somos contratistas principales del módulo de carga útil del SMILE. Por tanto, responsables del diseño, fabricación, integración y ensayos del mismo. El mayor desafío para Airbus en Madrid, Barajas, como contratista principal del PLM, esta siendo gestionar un programa multinacional, en el que hay más de veinte países involucrados, y multicultural, porque tenemos empresas e instituciones chinas, europeas y norteamericanas… A todo ello hay que añadir que dentro de nuestra organización industrial, la de Airbus en Madrid, tenemos compañías de varios países europeos como España, Francia, Italia, Alemania, Reino Unido, Países Bajos, Luxemburgo y Dinamarca.

¿Cómo valora el estado de la industria aeroespacial en España y cómo la compara con la europea?

La industria aeroespacial de España es muy diversa y experimentada, a la altura de otros grandes países europeos. Es más, nuestro país es de los pocos capaces de abarcar el ciclo completo de diseño y fabricación debido a la presencia de empresas y sistemistas e integradoras, como es el caso de Airbus España, y de empresas desarrolladoras de equipos y unidades de calidad excelente. Esto hace que nuestra industria participe de forma activa y fiable en la mayoría de programas espaciales institucionales, como son los de la Agencia Espacial Europea.

¿Se ha abaratado mucho el coste de estas misiones en la última década?

Francisco Lechón: El coste de las misiones se ha abaratado bastante, por la llegada de Space X principalmente, que ha roto los moldes con su primera etapa reutilizable. Entonces, Ariane, el cohete europeo, ha tenido que abaratar los costes, ha hecho un esfuerzo muy grande y sin embargo no ha llegado a ofrecer los precios de Space X. También es verdad que Space X se subvenciona mucho con los lanzamientos para la NASA, pero cuando ofrece precios al mercado los ofrece bastante baratos. Esto ha abaratado los precios de lanzamientos. Por otro lado, las constelaciones de Internet como Starlink de Space X, como One Web y ahora Amazon hacen más habitual los lanzamientos. Ya es algo que se ha disparado en los dos últimos años y hay muchas más ofertas. De hecho, hay start up que están ofreciendo lanzamientos de hasta 300 kilos bastante baratos.

Dentro de la industria aeroespacial, ¿es el sector de los satélites el que más está creciendo?

El auge viene por los dos lados. Por el incremento en satélites, debido a las constelaciones, estamos hablando ya de miles. Antes se entregaban al año a lo mejor veinte o treinta satélites, pero es que ahora son cientos al año. Tenemos por el otro lado el incremento de lanzadores, necesario para poner en órbita tantos satélites. Se intenta desplegar muchos en cada lanzamiento, con lo que llamamos dispensadores, pero aún así, lanzando 30 o 60, hacen falta muchos lanzamientos para poner miles de satélites. Sí, las dos áreas está sufriendo un auge espectacular.

¿Qué sucederá con el satélite una vez termine su misión principal de tres años?

Javier Sánchez Palma: Al final de su vida útil, que en principio debería ser tres años después del lanzamiento, pero dependiendo de cómo vaya la misión, en muchos casos se puede alargar, se procederá con una maniobra controlada de entrada del satélite en la atmósfera en el que el satélite se desintegrará por las altas temperaturas que se alcanzan en la reentrada.