Perú baraja crear una estación en Jicamarca y usar nanosatélites para estudiar la ionosfera

El Instituto Geofísico del Perú (IGP) pretende construir una estación receptora digital en Jicamarca y utilizar nanosatélites para estudiar la ionosfera.

Según ha indicado el investigador científico principal del IGP, Edgardo Pacheco, el Radio Observatorio de Jicamarca (JRO) está evaluando una serie de proyectos para fortalecer sus capacidades de medición del contenido de electrones en sectores de la ionosfera, entre los que destacan el desarrollo de una estación receptora digital y el uso de nanosatélites.

En el marco del 8º Simposio Internacional sobre Tecnología Espacial y sus aplicaciones, celebrado este mes en la ciudad de Lima (Perú), Pacheco también ha asegurado que se está estudiando el desarrollo de instrumentación satelital, la implementación de más estaciones de recepción de datos para obtener mapas de densidad con una mayor resolución y programas para evaluar irregularidades magnéticas y la variabilidad latitudinal y longitudinal de la ionosfera.

Estas irregularidades magnéticas pueden afectar a las telecomunicaciones, instalaciones eléctricas, señales de posicionamiento global, operaciones con satélites, misiones tripuladas al espacio, instrumentos y equipos electrónicos no solamente en tierra sino también en aeronaves, pudiendo alterar sus sistemas de navegación.  

En cuanto a la estación receptora digital, su funcionalidad estará basada en tecnología de radios definidos por software y se está trabajando con el algoritmo para el procesamiento de señales y diferentes modelos para la antena de recepción. Se espera mejorar la performance del hardware y software conforme se transita en la fase de prototipos.

Desarrollo de 'cubesat' peruano

El futuro uso de cubesat le permitirá al radio observatorio obtener una medición más precisa del contenido de electrones TEC (Total Electron Content), en complemento de los instrumentos que dispone en la superficie. Lo que se propone es la eventual fabricación de la primera herramienta satelital peruana para el estudio de la ionosfera, un proyecto que se encuentra en la fase de diseño y desarrollo, con prototipos  de sus componentes ya bajo pruebas.

El nanosatélite de radio frecuencia será ubicado en una órbita baja LEO o Low Earth Orbit, operará en dos frecuencias (VHF y UHF, entre 150 y 400 MHz). Incorporará baterías y panales solares, el transmisor y el sistema de control estarán restringidos al tamaño del cubesat, aún por definir, y el diseño de las antenas deberá maximizar la ganancia y establecer un enlace estable entre emisor y receptor. Se está trabajando en el desarrollo de un transmisor de radio capaz de encajar en un nanosatélite pero que a su vez pueda ser escalado a un satélite más grande.

Pacheco resalta que el análisis del TEC permite obtener data sobre la propagación de las ondas de radio, la caracterización de la ionización de la ionósfera y probablemente establecer los orígenes de las irregularidades en este relevante tramo de la atmósfera. La diferencia de fase entre las dos frecuencias con que operará el cubesat permitirá obtener el TEC a través de la línea de visión entre el aparato orbital y la estación receptora.

Observatorio para mediciones de la ionosfera

El Radio Observatorio de Jicamarca se ubica a unos 20 kilómetros al este de Lima y a 500 metros sobre el nivel del mar, tiene cuatro transmisores de 1 MW, un arreglo de 18.432 dipolos, cubre un área aproximada de 85.000 metros cuadrados, el haz puede ser direccionado y tiene capacidad para determinar con gran precisión la dirección del campo magnético terrestre.

El enorme instrumento científico es usado por científicos peruanos desde hace 55 años para estudiar la ionosfera, la atmósfera superior y últimamente la atmósfera inferior. Como parte de una cadena de observatorios que se extienden hasta Groenlandia, su principal instrumento es uno de los más grandes radio observatorios de dispersión incoherente y dispone además de radares ionosféricos, ionosondas, magnetómetros, receptores GPS, entre otros. Opera en una frecuencia de 50 MHz, el arreglo radar de 300x300 metros, está compuesto por cuatro cuadrantes y ocho módulos de polarización cruzada.

La ubicación en el ecuador magnético le permite analizar una serie de perturbaciones que ocurren a bajas latitudes.

La ionosfera se localiza entre 90 y 2.000 kilómetros de altitud, es el ambiente en el que se dispersan las ondas de telecomunicaciones, ondas de radio, razón por la cual el estudio sobre sus cambios en el tiempo y espacio es de gran importancia.

Fotografías: JRO/Peter Watson