El satélite de observación de la Tierra SAOCOM 1B de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) en el ámbito del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Nación, lanzado el 30 de agosto pasado, se encuentra en la fase de “Commissioning”, como se denomina la puesta a punto y chequeo de todo el sistema satélite-segmento terreno, que se extiende durante los próximos meses. Mientras uno a uno se van despertando los subsistemas del satélite y se prueban los distintos modos de funcionamiento del instrumento radar, les contamos la historia de su desarrollo.

El satélite se destaca por poseer una antena Radar de Apertura Sintética (SAR, por sus siglas en inglés), compuesta por siete paneles con una superficie total de 35 metros cuadrados y un peso de 1,5 tonelada. El desarrollo de este instrumento representó un enorme desafío para los ingenieros e ingenieras de la CONAE y de la empresa INVAP, principal contratista. Se trata de una tecnología compleja que, hasta los inicios de la Misión SAOCOM, no contaba con experiencia en el país. Hoy la Argentina es, junto con Japón, uno de las pocas naciones capaces de desarrollar radares SAR en banda L para uso espacial.

“Conrado Varotto - durante su gestión como primer Director Ejecutivo y Técnico de la CONAE - nos convenció de hacer algo sobre lo cual no teníamos cabal conciencia que podíamos realizar, desafiando el límite de lo posible”, afirmó Jorge Medina, quien se desempeñó como Jefe del proyecto SAOCOM entre 2010 y 2019, al repasar los inicios de su carrera y de un desarrollo tecnológico que por entonces parecía un objetivo lejano.

Luego de trabajar desde INVAP en el primer satélite argentino de observación de la Tierra, SAC-C, en 2004 Medina recibió la propuesta de integrarse al Proyecto SAOCOM para desarrollar un Radar de Apertura Sintética desde la CONAE. “Hasta ese momento sólo había tenido un ejercicio en la Facultad sobre radares; nunca lo había estudiado como aplicación práctica. Cuando comenzamos a estudiar la bibliografía junto con el ingeniero Carlos Defelippe, sólo el capítulo dos del famoso libro de Curlander me habrá llevado un mes para comenzar a entenderlo”.

El Radar de Apertura Sintética (SAR, por sus siglas en inglés) de los satélites SAOCOM y algunos protagonistas de su construcción, en ocasión del último ensayo de pliegue y despliegue a fines de 2019, previo a su partida al sitio de lanzamiento.

El radar SAR de los satélites SAOCOM es un instrumento activo que trabaja en la porción de las microondas en banda L del espectro electromagnético, capaz de atravesar las nubes, la vegetación y parcialmente el suelo, y obtener datos con grandes beneficios para la producción agropecuaria, así como para la prevención, el monitoreo y la mitigación de emergencias ambientales. ¿Cómo es su funcionamiento? El radar transmite una señal que impacta en los objetos y retorna hacia la antena emisora con información sobre sus particularidades. Esta tecnología se utilizó sobre aviones para recrear, por ejemplo, la forma de las montañas. Posteriormente se desarrollaron algoritmos matemáticos que derivaron en los actuales SAR, que agregan una segunda dimensión para reconstruir las imágenes por la vía del procesamiento posterior de la señal digitalizada.

Los inicios

El proyecto de la antena SAR para los satélites SAOCOM arrancó con un reducido equipo de apenas unos 10 profesionales que por entonces trabajaban en CONAE e INVAP, quienes empezaron a simular con datos y procesadores, y a escribir algunas rutinas de software. El punto de inflexión llegó a partir del diseño de un prototipo de Radar de Apertura Sintética, denominado SARAT (SAR aerotransporado), que montaron en un avión. Este proyecto fue encabezado por Ricardo Borzota, ingeniero de la sede de CONAE en la provincia Mendoza, y fue un banco de pruebas para la ingeniería y el área de aplicaciones de la agencia espacial argentina.

Medina se refirió de este modo a la experiencia con el SARAT: “La CONAE obtuvo, mediante convenio, el uso de un avión de la armada donde integramos el rack del radar SAR. Con el ingeniero Nelson Villagra hicimos el software para la operación del radar y salimos a volar por primera vez desde la base aérea de la Armada Argentina en Trelew”. El bautismo fue exitoso.

Después de esos vuelos iniciales, Josefina Pérès tomó la posta del SARAT con la colaboración de los ingenieros Juan Pablo Cuesta y Tomás Zajc, al tiempo que Medina se abocó al estudio de la tecnología SAR de banda L para futuros satélites de la CONAE. “En ese momento, en la Argentina no teníamos experiencia en la tecnología radar y, mucho menos, sabíamos cómo desarrollar un radar de apertura sintética”, indicó.

Las pruebas con los aviones se extendieron entre 2005 y 2010 con el SARAT. “Fue un laboratorio desde todo punto de vista, para entender en la práctica la teoría del radar en banda L”, dijo Pérès, quien hoy es Jefa de Proyecto SAOCOM. Además de concentrarse en el prototipo, los profesionales de la CONAE e INVAP se capacitaron fuera del país para conocer mejor el funcionamiento y la ingeniería de esta compleja tecnología.

Luego de trabajar en el procesador del SARAT, Pérès se concentró en la ingeniería de los sistemas del radar. “No hubiese podido estar a la altura sino hubiera atravesado cinco años trabajando en un Radar de Apertura Sintética, con los desafíos que implicó diseñar una antena de 35 metros cuadrados en banda L. Básicamente era allanarnos el camino para que cuando lanzáramos el SAOCOM, pudiéramos obtener imágenes rápidamente (les llevó apenas 20 días) y desarrollar las aplicaciones”.

Uno de los desafíos del radar fue testearlo antes de su lanzamiento, debido a que los ingenieros no podrían probar la tecnología sobre el satélite hasta que estuviera en el espacio. Esto no sucedía con el avión, con el cuál sí podían realizar ensayos desde el aire.

“El radar SAR tiene la particularidad de que el instrumento se mueve respecto del blanco, eso genera una imagen de dos dimensiones. Debido a que sólo podríamos usar el instrumento como radar cuando estuviera en el espacio, una vez que lo construimos tuvimos que diseñar diferentes ensayos para estar seguros de que funcionaba bien. Por ejemplo, hicimos una prueba en el aeropuerto de Bariloche, que se llamó Outdoor Test, con un panel de ingeniería, un modelo de la electrónica y un blanco móvil ubicado a 4 km de distancia”, detalló la Jefa de Proyecto SAOCOM.

Futuras aplicaciones

Los requerimientos más exigentes para el desarrollo de la antena radar SAR nacieron de la necesidad de realizar aplicaciones para medir, entre otros aspectos, la humedad de los suelos. No obstante, existe un extenso campo para seguir avanzando en nuevas tecnologías y aplicaciones a partir de este instrumento. Por ejemplo INVAP creó un área de negocios especializada en esta tecnología, con más de 20 radares instalados en aeropuertos argentinos para controlar el tráfico aéreo comercial, cinco radares de seguridad, más sofisticados, en la frontera norte del país, y están en desarrollo radares meteorológicos.

“El radar del SAOCOM es muy sensible a las variaciones en el terreno. Cuando con este instrumento se capturan dos imágenes de una zona en momentos distintos, es muy interesante ver las variaciones de los parámetros de fase, que se traducen por ejemplo en centímetros de movimiento y en una trazabilidad de los cambios o de la evolución de esa zona. Una de las aplicaciones es el mapa de elevación de terreno en una montaña, entre otros cambios que se pueden detectar en el medioambiente”, afirmó Pérès.

Además subrayó que hasta el desarrollo del proyecto SAOCOM no había radares fabricados en la Argentina. Hoy el país se posiciona en un selecto grupo de naciones capaces de desarrollar la tecnología radar para uso espacial.