Proba-3 logra un vuelo de formación preciso
09/05/2025
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Por primera vez, dos naves en órbita se alinearon en formación con precisión milimétrica y mantuvieron su posición relativa durante varias horas sin ningún control desde tierra.
La misión Proba-3 de la Agencia Espacial Europea ha logrado su ambicioso objetivo cuando sus dos naves espaciales, el coronógrafo y el ocultador, volaron a 150 metros de distancia en perfecta formación, simulando una sola nave gigante.
A principios de este año, el primer paso de la misión se completó con éxito. El equipo de operaciones, formado por ingenieros de la ESA y sus socios industriales que colaboran estrechamente, se reunió en el Centro Europeo de Seguridad y Educación Espacial de la ESA en Redu, Bélgica.
Utilizando un conjunto de instrumentos de posicionamiento, pudieron alinear las dos naves en formación, y monitorizarlas a medida que mantenían su posición relativa de forma autónoma.
Ahora, tras más ajustes y pruebas, el equipo ha logrado la precisión deseada, convirtiendo a Proba-3 en la primera misión de vuelo en formación de precisión del mundo.
La misión se basa en varias tecnologías innovadoras, muchas de las cuales son demostraciones tecnológicas desarrolladas a través del Programa General de Tecnología de Apoyo (GSTP) de la ESA. «Para hacer algo que nunca se ha hecho antes, necesitábamos desarrollar nuevas tecnologías», señala Esther Bastida Pertegaz, ingeniera de sistemas de Proba-3.
«El vuelo de formación se realiza cuando las naves están a más de 50.000 km sobre la Tierra», explica Raphael Rougeot, ingeniero de sistemas de Proba-3.
«Aquí, la fuerza de gravedad de la Tierra es lo suficientemente pequeña, por lo que se necesita muy poco propelente para mantener la formación. Entonces la formación se rompe y hay que adquirirla de nuevo en la siguiente órbita, en un ciclo repetido».
El objetivo final es que las dos naves espaciales se alineen con el Sol para que el disco de 1,4 metros de tamaño que porta el ocultador proyecte una sombra de 5 cm sobre el instrumento óptico del Coronógrafo, lo que le permitirá estudiar la tenue corona solar.
Teodor Bozhanov, ingeniero de sistemas voladores de formación, explica más adelante: «El inicio de esta secuencia repetitiva de vuelo de formación es realizado por el centro de control en tierra, con el equipo de operaciones obteniendo información de posición para determinar la ubicación exacta de los dos satélites en el espacio. A continuación, se utilizan los propulsores de la misión para acercarlos.
«Todo el resto se hace de forma autónoma. La nave espacial mide y controla su posición relativa utilizando el sistema visual Based, que incluye una cámara de gran angular en el ocultador que rastrea un conjunto de luces LED intermitentes en el Coronógrafo.
«Una vez que los satélites se acercan lo suficiente entre sí, una cámara de ángulo estrecho que se fija en el mismo conjunto de luces permite un posicionamiento más preciso».
Raphael describe el último paso necesario para cerrar la brecha de precisión: «Aunque anteriormente podíamos realizar vuelos de formación utilizando solo los sistemas basados en cámaras a bordo, todavía nos faltaba la precisión deseada.
«Dos logros importantes han sido clave para desbloquearlo. Primero, fue la calibración del instrumento láser a bordo, y su integración en el bucle volador de formación completa».
«Este instrumento láser, llamado sensor lateral y longitudinal fino (FLLS), permite un posicionamiento relativo hasta una precisión milimétrica», añade Jorg Versluys, gestor de cargas útiles de Proba-3. «Consiste en un rayo láser disparado desde la nave espacial oculter y reflejado en el Retroreflector del coronógrafo de regreso al ocultador, donde se detecta».
«El segundo logro crucial fue utilizar con éxito el sensor de posición de sombra», continúa Raphael. «Un algoritmo a bordo basado en la medición de la intensidad de la luz alrededor de la apertura del coronógrafo asegura que la nave espacial del coronógrafo se mantenga en la sombra proyectada por la nave espacial oculta».
Esther señala: «Combinando todos estos sensores, y gracias al software a bordo que gestiona todos los sistemas de la nave y proporciona funciones de navegación, guía y control, la formación es estable más allá de lo esperado».
Damien Galano, director del proyecto Proba-3, concluye: «Estamos hablando de una precisión milimétrica en el rango y submilimétrica en la posición lateral. No podemos esperar a ver la finalización de la calibración del instrumento y la primera imagen procesada de la corona del Sol».
La misión proba-3 está liderada por la ESA y llevada a cabo por un consorcio dirigido por la española SENER, con participación de más de 29 empresas de 14 países y con aportaciones clave de GMV y Airbus Defence and Space en España y Redwire Space y Spacebel en Bélgica.
El instrumento del coronógrafo procede del Centro Espacial de Lieja (CSL) de Bélgica y los datos científicos serán procesados por el Real Observatorio de Bélgica. La misión fue lanzada el 5 de diciembre de 2024 en un lanzador PSLV-XL desde el Centro Espacial Satish Dhawan en Sriharikota, India.
