El procesamiento orbital ayuda a los satélites pequeños a generar datos masivos
A medida que aumenta el número de satélites que orbitan y observan nuestro planeta, también lo hace la cantidad de datos que generan. Sin embargo, hacer llegar estos datos a tierra es todo un reto. El enlace descendente del satélite a la Tierra es un cuello de botella, debido a las limitaciones del ancho de banda de radiofrecuencia. El número de estaciones terrestres disponibles para recibir datos es limitado y, cuando existen, solo pueden conectarse con los satélites cuando estos pasan sobre ellas. El coste también es un problema importante, ya que instalar una nueva estación terrestre resulta de un monto prohibitivo para las misiones de satélites pequeños, lo que frena el crecimiento del ecosistema de servicios espaciales.
Reducir el tamaño de los archivos, ampliar la cobertura
Una solución sería reducir la cantidad de datos que hay que descargar. «La idea detrás de SOPHOS es permitir un mayor procesamiento directamente en el espacio», explica Maike Taddiken, directora de proyectos en DSI Aerospace(se abrirá en una nueva ventana) y coordinadora del proyecto SOPHOS. A través de SOPHOS, un consorcio de socios industriales y académicos europeos liderado por DSI Aerospace diseñó y desarrolló nuevas tecnologías que realizan la compresión de datos y la formación de imágenes a bordo de los satélites, mediante un módulo de procesamiento de alto rendimiento, algoritmos optimizados y un almacenamiento de datos fiable. «Con el sistema se reduce el volumen de datos transmitidos, lo que permite un uso mucho más eficiente de la limitada capacidad de enlace descendente», añade Taddiken. Esto resulta valioso en especial para las aplicaciones que generan grandes volúmenes de datos, como el radar de apertura sintética (SAR), una técnica de observación de la Tierra (EO, por sus siglas en inglés) de alta resolución que genera cantidades ingentes de datos brutos. Al miniaturizar los módulos de «hardware» de alto rendimiento y optimizar los algoritmos de procesamiento del SAR para su uso en satélites (donde la potencia de cálculo y la autonomía de la batería pueden estar muy limitadas), la tecnología alivia parte de la presión sobre la capacidad de enlace descendente. Esto permite que los datos más pertinentes se transmitan en menos tiempo. «Esto es relevante sobre todo para el creciente sector comercial de los satélites pequeños, así como para las aplicaciones como la evaluación de daños y la coordinación de la respuesta ante catástrofes», señala Taddiken.
Lanzamiento de nuevo «hardware» y «software»
Los avances en «hardware» y «software» desarrollados por SOPHOS se probaron en un demostrador terrestre construido en el proyecto. En cuanto al «hardware», el equipo de SOPHOS se centró en dos módulos clave para satélites. El módulo de procesamiento de carga útil (PPM, por sus siglas en inglés) fue desarrollado por la institución asociada Unibap(se abrirá en una nueva ventana), mientras que DSI Aerospace desarrolló un módulo de memoria masiva (MMM) resistente a la radiación de nuevo diseño. El enrutamiento Ethernet de alta velocidad permite que las imágenes y los datos se procesen en línea o fuera de línea, o que se retransmitan sin procesar al segmento terrestre. Taddiken afirma que ambos módulos se desarrollaron para adaptarse a los factores de forma de los «SmallSat», un tipo de satélite cada vez más popular para misiones y constelaciones comerciales. En el marco de los trabajos complementarios, el socio del consorcio SOPHOS, el DLR Microwaves and Radar Institute(se abrirá en una nueva ventana), también desarrolló nuevos algoritmos para la formación de imágenes SAR y la compresión de datos sin procesar, que fueron optimizados posteriormente para aumentar el rendimiento y el caudal de datos del sistema por investigadores de la Universidad de Lübeck(se abrirá en una nueva ventana) en Alemania. En TELETEL, socio de SOPHOS en Grecia, se desarrolló un equipo eléctrico de apoyo en tierra(se abrirá en una nueva ventana) (EGSE) de fácil despliegue, utilizado para las operaciones previas al lanzamiento.
Potenciar las capacidades de Europa en materia de observación de la Tierra
Al aumentar el ancho de banda de nuestras conexiones con los observatorios orbitales, en SOPHOS se pretende reforzar la competitividad de Europa en la EO desde el espacio. La tecnología comercial del proyecto ofrece una solución escalable que podría adaptarse a las misiones futuras en órbita terrestre baja. El proyecto, que concluyó a principios de 2026, ya está dando resultados. «Las tecnologías de SOPHOS ya se encuentran en órbita en varias misiones, mientras que los socios seguirán desarrollando los resultados del proyecto, tanto de forma individual como en el marco de diferentes colaboraciones», afirma Taddiken.
