Los satélites ARSAT-1, 2 y 3 y la firma que crece detrás

Por Daniel E. Arias. En U-238 Septiembre 14

El ARSAT-1 es el primer satélite de telecomunicaciones geoestacionario del país. Diseñado por INVAP a pedido de la empresa estatal homónima, el ARSAT-1 tiene un uso social, industrial y de mercado: proporcionará mejores condiciones de conexión a una amplia gama de servicios —entre ellos la telefonía móvil, la televisión digital, la conexión a Internet y cualquier otra conexión IP— en todo el territorio nacional. Pero además, el ARSAT-1, al igual que sus sucesores: el ARSAT-2 y el ARSAT-3, ubican en un lugar privilegiado a la Argentina que, ahora, se encuentra entre los ocho países del mundo y el segundo del continente americano con capacidad para desarrollar y producir sus propios satélites.

El ARSAT-1 está en tapas de medios gráficos y —pese a reticencias y resistencias de política chica— se va abriendo paso hacia los horarios centrales en los multimedios privados de aire y cable. Es un satélite demasiado importante como para no tomar en cuenta. Sin embargo, ignorancia, malicia o ambas cosas —como creo evidenció el ingeniero Mauricio Macri en sus comentarios— se puede desconocer el carácter de “antes y después” que supone para el país esta línea de satélites. En suma, cómo afectan nuestra vida como individuos y nuestro status como república.

El ARSAT-1 no es el primer satélite argentino. Viene precedido por toda la serie SAC de sistemas de observación terrestre de la CONAE construidos por INVAP: el B, de 1996; el A, de 1998; el C, de 2000; el D-Aquarius, de 2010. El grado de complejidad de cada misión sigue el orden cronológico, así como el peso del satélite. INVAP aprendió a hacer satélites con la CONAE.

Pero antes hubo y hoy siguen varios pequeños aparatos de radioaficionados (LuSat, 1990), universitarios (Víctor-1, del Instituto Aeronáutico de Córdoba, PehuénSat de la Universidad del Comahue, 2007), amén de lo cual se fabrican en pocos meses cubesats, o nanosatélites, en la firma privada Satellogic (“Capitán Beto” en 2013, “Manolito” y “Tita” este año). Hoy son de demostración tecnológica, mañana serán de servicios.

Por otra parte, la CONAE está en inicios de construcción de dos grandes satélites de observación terrestre con radar en banda L, los SAOCOM. A un plazo más largo, prepara su línea de satélites pequeños (200 kg) que funcionarán “en enjambre”, los SARE, y está ensayando los prototipos de su futuro lanzador, (el cohete Tronador II) para desplegar estas constelaciones.

En suma, que el ARSAT-1 va a ser al menos el décimo satélite argentino y es la obra de un país que ya tiene una industria espacial propia con, incluso, un primer jugador privado. En el listado anterior coexisten aparatos de muy distinta complejidad, peso, costo, función y relevancia. Lo común es que todos fueron añadiendo, capa sobre capa, una capacitación en ingeniería espacial como no la tienen otros países de Latinoamérica. La máxima expresión en diseño y construcción de toda esta movida es la empresa rionegrina INVAP SE, y el único producto totalmente dedicado a la economía real es este aparato, pedido por la empresa homónima: el ARSAT-1, y los que lo seguirán.

Es el primer satélite geoestacionario de telecomunicaciones del país. Carece de toda finalidad académica. Está pensado únicamente para un uso industrial, social y de mercado. En peso, dimensiones y altura de vuelo, por ahora es único: tendrá tres toneladas de masa al momento del lanzamiento, casi el doble que el SAC-D, la mayor y más compleja misión de la CONAE. No “vuela” a 680 km de altura en órbita polar, la opción preferida de los sistemas argentinos de observación terrestre: orbita sobre un punto del cinturón ecuatorial a 35 786 km sobre el nivel del mar, donde enfrenta un ambiente de radiación y de navegación mucho más severo.

A esa altura, el campo magnético terrestre no morigera el “viento solar”, un continuo ventarrón de partículas cargadas emitido por el sol y que deteriora lentamente todo sistema electrónico, por muy blindado y redundado que esté. De vez en cuando, el viento se vuelve “tormenta solar” y destruye satélites enteros, friéndoles los chips en una gran llamarada de corrientes parásitas.

Hay más problemas ahí en lo alto. A 35 786 km de altura, el campo gravitatorio terrestre es débil, y los controladores sudan tinta 24x7x365 para que el satélite no se salga de posición debido a los tirones ejercidos por las masas del sol y de la luna. Y en ese sitio casi insostenible, el aparato debe aguantar activo 15 años, en lugar de los 5 esperables de una misión a órbita baja. En suma, el ARSAT-1 es el satélite más robusto y confiable construido jamás en el país.

La idea es que, para un observador terrestre, el ARSAT esté tan fijo en un punto del cielo como si estuviera atornillado a una torre imaginaria. Esto se logra porque el satélite “vuela” a la misma velocidad angular que la Tierra, pero los navegadores viven midiendo y corrigiendo toda desviación de altura, rolido, cabeceo, guiño y skew (alabeo) del aparato mediante disparos brevísimos de los microcohetes de posicionamiento. No es fácil controlar la “motricidad fina” de aparatos del tamaño y peso de una combi y a una altura que es casi la décima parte de la distancia entre la Tierra y la luna.

La vida del navegador de un “geo” es una lucha cerebral para tener al satélite quieto en su sitio, dentro de una “caja de control” de 0,5 a 1 grados según el aparato, y bien apuntado. Si el satélite se sale de caja o pierde su “actitud”, en el mejor caso los clientes se quedan sin servicio un rato. En el peor, la empresa pierde definitivamente el contacto con su satélite, que entra a derivar, funcionalmente muerto aunque le quede mucha vida útil potencial: se ha transformado en un zombiesat, según la jerga.

Pero los controladores argentinos están curtidos: desde 1996 evitan la transformación zombie con el Nahuelsat-1, que tenía una “nutación” (movimiento de perinola) intratable por su mal diseño. A ese aparato, nuestros expertos le tuvieron que inventar una matemática de control “made in casa”, porque el prestigioso fabricante europeo, que tenía mejores abogados que ingenieros, jamás la suministró. Tampoco ofreció un reemplazo aceptable para su “satélite loco”, no se hizo cargo de los casi tres años de vida útil (es decir, de propelentes) perdidos por éste en desesperadas maniobras de rescate, y jamás fabricó el Nahuelsat-2, lo que hoy pone a la Argentina en riesgo legal de pérdida de la mejor posición geoestacionaria de las Tres Américas, la 81° Oeste. Por eso, mientras empieza la cuenta regresiva de disparo del ARSAT-1, la firma propietaria ya tiene el ARSAT-2 construido y en fase de testeo en tierra.

Desde 2007, los controllers de ARSAT, una sociedad anónima estatal que reemplazó a ese engendro noventista que fue Nahuelsat, viven tranquilos con el AMC-6, alquilado en su tercio final de vida útil a la SES: funciona bien y hace de gap filler o interino, para que la Argentina, además de tener sus servicios, no pierda también esa posición orbital (la 71,8 Oeste) por falta de uso. De todos modos, estaremos mejor con el ARSAT-1: la diferencia de calidad y potencia de señal en nuestra difícil geografía es como la de la ropa hecha a medida, y la comprada en mesa de saldos.

¿Por qué subir a un punto tan alto y peligroso un aparato tan caro, y además estacionarlo en el cinturón ecuatorial? ¿Acaso la mayor parte de la Argentina no queda debajo del Trópico de Capricornio? Por lo dicho: a 37 586 km y sobre la vertical de la selva colombiana, el ARSAT gira a la misma velocidad angular que el planeta, y es “visible” para casi cualquier antena terrestre en toda la Argentina. Desde la base Marambio, el ARSAT se verá prácticamente pegado al horizonte.

ARSAT nació como compañía en 2006, a partir de dos decisiones políticas del presidente Néstor Kirchner: la de no regalar las últimas posiciones geoestacionarias de la Argentina (que perdió cuatro por estar en babia tecnológica) y la de llenarlas con aparatos de diseño propio. Nacida 100% satelital, hoy la firma va mutando a otro tipo de empresa: está volviéndose una “telco”, la de mayor grado de integración vertical de la Argentina.

El ARSAT-1 es el modo más vistoso (pero no el único) en que ARSAT empieza a cumplir su cometido. Esto hay que explicarlo, porque los activos de esta firma son todos invisibles: la inmensa red de fibra óptica que está tendiendo en todo el país llegará a 58 000 km, pero está enterrada bajo los pies del lector. No se ve.

El Data Center que construyó en Benavídez, provincia de Buenos Aires, para almacenamiento encriptado de datos estatales y de empresas privadas “en la nube” es un sistema de edificios dentro de edificios. Su exterior no da indicio alguno de que en él palpita el mayor, el más seguro, más calificado y más poderoso centro de manejo de datos del país, el único con calificación TIER III, a prueba de hackers, terroristas, apagones e incendios. Más capital invisible. Y los satélites ARSAT 1, 2 y 3 estarán tan altos que, incluso con un buen telescopio, serían difíciles de ver, pese a su gigantismo (los ARSAT 1 y 2 medirán 16,41 metros de ancho, al desplegar sus placas solares). El único capital fácilmente visible de ARSAT es su casi centenar de antenas de TDA (Televisión Directa por Aire), que suministra señal HD gratis en el 86% del territorio nacional.

Con tanta infraestructura, ARSAT será un operador mayorista tan fuerte que por su solo peso tecnológico y capacidades instaladas terminará con el “laissez faire, laissez passer” que ha caotizado, encarecido, fragmentado y atrasado las comunicaciones en el país. La misión económica es ponerle coto a los precios de fantasía y el mal servicio. La social, es conectar a telefonía de tierra y móvil, internet y televisión HD los inmensos espacios geográficos abandonados y las clases sociales relegadas por las telcos privadas.

¿En qué cambia la vida del argentino medio el ARSAT-1? En principio, habrá más escuelas, municipalidades, reparticiones y empresas telecomunicadas por Internet en lugares aislados por la distancia o el relieve. Eso se logra gracias a las antenas de tipo “V-SAT que provee la firma: con un diámetro de 1,20 metros, son algo mayores que las de Direct-TV, pero tienen dos ventajas: menor costo y mayor calidad. Además, parte de estos equipos son interactivos o “doble vía”: además de recibir, emiten. Dan capacidad para Internet, telefonía y otros servicios IP.

Lo que el ARSAT-1 dará ya está sucediendo, pero se multiplicarán los ejemplos. Habrá más escolares con acceso a Wikipedia en escuelas de población rural dispersa, más cajeros automáticos y teléfonos públicos en rutas poco transitadas y una larga lista de “etcéteras” casi imposible de enumerar. En la frontera misionera con Brasil, donde los chicos hablan en “portuñol” en el recreo y español en clases, ahora hay antenas V-SAT para Internet y TDA recibida por satélite en castellano. Los maestros cuentan que, en consecuencia, los chicos hablan y escriben mejor su idioma nacional. En el mercado laboral, eso “hará diferencia”.

La lupa sobre los dos primeros ARSAT

La antena del ARSAT-1, con su aspecto de parábola “abollada por el granizo” es la expresión tecnológica de una idea política y requirió de largos estudios matemáticos. La idea política es iluminar todo el territorio nacional y partes de los vecinos, en lugar de únicamente las “zonas de rentabilidad” de las megalópolis.

Eso significa que la señal en banda Ku pueda recibirse claramente en las grandes áreas despobladas: por ejemplo en Santa Cruz, donde la media demográfica es 1,1 habitantes por km2. En el otro extremo del arco demográfico, la señal deberá ser suficientemente clara también en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, que tiene 16 800 habitantes por km2. Son demandas contradictorias que hay que resolver con una única antena de 2 metros de diámetro y una potencia radiante de 3,4 escuetos kilovatios.

El ARSAT-1 y su pequeña antena deben dar suficiente señal tantos en los despoblados del NOA como en el AMBA, donde se agrupa el 33% de la población nacional, con 14 millones de personas. Y a sumar el Gran Rosario, el Gran Córdoba y Gran Tucumán, “manchas urbanas” que oscilan entre 1,5 y 1,2 millones de habitantes. Con excepción del Gran Mendoza, de clima árido, las megalópolis argentinas están en zonas donde la lluvia atenúa el pasaje de microondas a través de la atmósfera. Eso explica que el primer ARSAT opere en banda Ku extendida: es la que menos se degrada por meteorología.

¿Y en qué cambia las cosas el ARSAT-2? En que la Argentina inicia en la región una exportación muy poco tradicional y cara: la de ancho de banda espacial.

Las tres antenas del ARSAT-2, a subir a órbita en 2015, atienden una necesidad enteramente distinta. Por un lado, es urgente “plantar bandera argentina” en la posición 82 Oeste, porque de otro modo, y ateniéndose a los reglamentos de la Unión Internacional de Telecomunicaciones —organismo de las Naciones Unidas—, si la Argentina no ocupa ese sitio, le corresponde al segundo postor en la lista: el Reino Unido.

Aunque la potencia radiante del ARSAT-2 sea poco mayor que la del ARSAT-1, su misión de importar y exportar ancho de banda en una extensión desmesurada resulta posible gracias al cambio tecnológico: las antenas terrestres de hoy, incluso las domiciliarias, tienen mucha más “ganancia” de señal que las de hace una década.

Por lo demás, el negocio de iluminar el continente americano desde la tundra canadiense a la Península Antártica se explica demográficamente: hay más de 70 millones de hispanoparlantes mayormente en el Sur de los Estados Unidos, 118 en Centroamérica y 380 millones más en Centro América y Sudamérica. Los 568 millones de hispanoparlantes son un mercado fenomenal, especialmente en televisión HD. El ARSAT-2 tiende una autopista comunicacional sobre ese mercado y, aunque por ancho de banda no se trate de una vía de 6 carriles, la casilla de peaje la tiene Argentina. No hay intenciones de regalársela a Su Graciosa Majestad.

Incluso el Jefe de Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, que acaba de hablar muy mal de ARSAT, puede entender estos argumentos. Es ingeniero y argentino, según papeles.

Independencia tecnológica

Un país capaz de diseñar y construir sus propios satélites “geo” asciende inevitablemente en imagen tecnológica. Si los aparatos de observación terrestre de la CONAE nos ubicaron entre los 10 Estados con ingeniería satelital propia, el ARSAT nos da pase a otro club aún más chico: sólo 7 países, a través de una veintena de empresas, se atreven a lidiar este año con las dificultades de los satélites “geo”. Serían 9 si de la lista de fabricantes no se hubiera bajado Canadá, y hoy son 8 porque, con el ARSAT-1, se acaba de subir la Argentina. Dicho de otro modo, en el continente americano hay sólo 2 fabricantes de “geos”: los EEUU y nuestro país.

Por lo demás, en épocas de dominio global del capital financiero, no se ve otro satélite que tenga un objetivo a la vez social y económico, tan de afirmación de la autonomía tecnológica argentina y de ejercicio de potestades del Estado nacional. El ARSAT-1 hará llegar señal a sitios de la Argentina que están demasiado aislados por la distancia o la topografía para llegar con fibra óptica, o para depender de la transmisión de señal por aire mediante repetidoras y, aunque el aparato y su lanzamiento cuesten 270 millones de dólares, el país gana integración y el satélite gana plata. Cuando el ARSAT-1 termine su vida útil, no es imposible calcular que haya facturado al menos el doble, incluso el triple, de lo que costó, a valores actualizados.

La autonomía tecnológica resultante (todavía) no tiene precio: ninguna de las economías más avanzadas del Hemisferio Sur desarrolló jamás “geos”, incluidas la de Brasil, Sudáfrica y Australia. Todos ellos son países con industria aeronáutica propia (la tercera del mundo, en el caso brasileño) y también espacial. Pero compran o alquilan satélites estadounidenses, europeos y, últimamente, chinos. ¿Podemos pelearle el mercado sudamericano a estos últimos? Por financiación, ni en broma, pero en calidad, quizás sí.

Los ARSAT 1 y 2 ponen a la Argentina en una situación nueva, que en el mercado nuclear ya no es novedad. Se vuelve un competidor emergente y un socio interesante. El ambiente satelital “geo” y el nuclear se parecen: hay pocos oferentes, el mercado tiene techo y la colaboración estratégica forma parte de la competencia, justamente porque es feroz. Y es que siempre hay alguien que fabrica un componente mejor o más barato, y conviene tenerlo de proveedor. El resultado es que cada satélite “geo” con marca prestigiosa esté, paradójicamente, lleno de sistemas y subsistemas de sus competidores más acérrimos.

En el mercado mundial pasamos bruscamente de no existir —salvo como usuarios— a ser simultáneamente una molestia y una solución. Nos ven como un plato más para poner en una mesa ya chica, pero somos un nuevo cocinero con algunas recetas propias.

La calidad del ARSAT-1 sólo será medible a término de su vida útil, que con pronósticos optimistas sucedería hacia 2030. Sin embargo, la buena ingeniería ya decide. Cuando todavía el satélite estaba en Bariloche, sede de INVAP, la calidad constructiva del ARSAT-1 ya era medible por protocolos y documentación y, además, había sido testeada durante meses en los laboratorios de CEATSA (empresa fundada por ARSAT e INVAP) bajo condiciones brutales de termovacío, vibración, ruido. Además, sus propiedades de masa y calidad de emisión de antena parecían óptimas.

A la luz de todo ello, los dos primeros satélites ARSAT fueron asegurados en una misma póliza por Nación Seguros, pero luego obtuvieron del mercado internacional de reaseguros tasas un 50% más bajas que las habituales para plataformas nuevas y cobertura de largo plazo. Esto es inédito en la historia de esta industria con aparatos inaugurales.

Todo esto y haber llegado al lanzamiento, ya hace que las empresas que dominan el rubro —pongo por caso a la europea Astrium— nos miren con cierto respeto y nos propongan joint ventures. Un ejemplo es el diseño y la construcción conjunta de motores iónicos, los sistemas de propulsión que irán reemplazando a los cohetes químicos. Probablemente los use ARSAT en su tercer y más ambicioso satélite,  el ARSAT-3.

La franja “Geo” es un bien escaso

El resultado económico neto del ARSAT-1 dependerá de la evolución del precio del MegaHertz (unidad de medida de ancho de banda satelital), la “meteorología” del sistema solar y el buen desempeño técnico del aparato. Salvo el último, son factores de diverso grado de predictibilidad.

El precio del ancho de banda satelital está fijado por un hecho físico y legal: la banda geoestacionaria, aunque es un perímetro imaginario de casi 264 000 km de longitud, no puede albergar demasiados satélites. La ITU divide los 360 grados de esta zona orbital en 180 posiciones, ya que para que los aparatos de un país o de una empresa no interfieran radioeléctricamente con sus vecinos al Este y al Oeste, deben estar separados al menos por 2 grados de arco.

Eso deja sólo 180 sitios en un mundo con 198 países reconocidos. No hay ubicaciones vacantes. La veintena de grandes usuarios de la banda geoestacionaria, sumando países como empresas, alquilan los sitios de los países que no están en condiciones de usarlos, ofrecen sus satélites a los que sí pueden, y gozan de permisos de la ITU para acumular hasta 3 o 4 satélites en un mismo sitio, separados entre sí por distancias de seguridad de 70 km. Pero a fecha de hoy es difícil enlistar más de 260 “geos” activos, sin contar zombiesats a la deriva.

Blanco sobre negro, el recurso del ancho de banda geoestacionario es limitado, tanto como el número de satélites activos y su capacidad individual.

La meteorología del sistema solar no es controlable. El único sol que tenemos es cíclicamente tormentoso cada 11 años, pero en forma impredecible, incluso en años “pacíficos”, protagoniza tempestades excepcionales, capaces de poner knock out no sólo la microelectrónica de satélites altos y desprotegidos, sino los transformadores de las redes eléctricas terrestres en países enteros. Si uno posee una flota “geo” y se detecta una tormenta solar avanzando hacia la Tierra, las alertas son de horas y la única defensa es apagar los satélites antes de que llegue. No hay garantías de que después vuelvan a funcionar bien o a funcionar.

El ARSAT-3, innovativo por necesidad

Algo que hace único al ARSAT-1 es que, justamente, no es único. La Argentina tecnológica vive aquejada de “prototipismo”: nuestros desarrollos aeronáuticos, nucleares y espaciales pocas veces llegan a fabricarse en serie. Pero el ARSAT-1 no es entendible técnica, económica o políticamente sin el ARSAT-2. Ambos comparten la misma plataforma, peso y potencia de transmisión. Sólo difieren significativamente por su “carga útil”: el tipo de antenas, bandas del espectro de microondas en las que emiten y las zonas que iluminan:

• ARSAT-1: Ilumina el Cono Sur en banda Ku, con una única antena y una potencia de 3,4 kilovatios.
• ARSAT 2: Ilumina las Tres Américas en bandas C y Ku, usa tres antenas que emiten con una potencia de 3,5 kilovatios.

El ARSAT-3 se pensó inicialmente para la misma plataforma, pero hoy la idea está en revisión: probablemente tenga innovaciones en propulsión que lo hagan un satélite conceptualmente nuevo. Tendría impulsores químicos convencionales para llegar a redondear su altísima posición orbital desde los 250 km de altura en la que lo deja el cohete lanzador. Pero contaría también con motores iónicos (más parecidos a un acelerador de partículas que a un cohete) para las miles de maniobras de ajuste de posición que deberá hacer durante su larga vida de servicios. Un motor iónico es ahorrativo, porque expele muy poca masa.

Esto permitiría canjear 400 o más kilogramos de propelentes por más superficie de paneles solares y mayor potencia radiante en la antena, que emitirá en banda Ka en forma de 16 haces enfocados sobre el territorio nacional y parte de los países limítrofes, y cumplirían con la función de llevar internet y servicios IP al 100% de las áreas iluminadas. Es claro que cuanto más potente sea la señal, mejor será la recepción.

La necesidad de competir pudo más que la lógica de mantener la misma plataforma en toda la serie. Más potente que sus dos predecesores, el ARSAT-3 tal vez posicione al país como rival emergente de las pocas y poderosas empresas que fabrican “geos”, consorcios que llevan cuatro décadas en el negocio, tienen decenas de aparatos lanzados y pedidos por una o dos decenas más.