Nuevo espacio: oportunidades y desafíos para las nuevas tecnologías

A pesar de que 2020 es conocido por una pandemia mundial de Covid-19, este año podría pasar a la historia como un momento de avances fascinantes en las tecnologías de exploración espacial. Fue un gran paso para el sector espacial comercial gracias a los lanzamientos de micro cohetes, el transporte espacial con tripulación humana y otros eventos emocionantes en 2021.

Desde el lanzamiento del primer satélite artificial en 1957, la progresión de las tecnologías espaciales ha llevado al desarrollo de una cantidad interminable de aplicaciones que utilizan datos satelitales para diversos fines, atendiendo a casi todas las industrias mundiales posibles. Por ejemplo, provocó el uso de nuevas tecnologías en la agricultura. En última instancia, el rápido progreso en la tecnología espacial ha abierto la oportunidad de alcanzar logros significativos en diferentes campos. Aparte de eso, el espacio se ha convertido en un área masiva de interés gracias a los directores y escritores que crearon visiones de un futuro donde las grandes tecnologías espaciales eran parte de la vida cotidiana de los humanos.

En el mundo moderno, la tecnología espacial también se está integrando cada vez más en nuestra rutina diaria. Ya no es algo extraordinario. Las tecnologías de ritmo moderno ayudan a cambiar la economía mundial de una manera completamente diferente a durante la Guerra Fría, ayudando a aumentar las ganancias de las empresas a través de innovaciones.

A medida que aumenta el número de industrias que utilizan la tecnología espacial, hemos reunido las oportunidades que ofrecen estas innovaciones junto con los desafíos que enfrentan al hacerlo .

Protección del medio ambiente

La preservación del medio ambiente es uno de los problemas más importantes en las condiciones actuales donde el cambio climático representa una amenaza considerable para los ecosistemas de la Tierra, lo que lleva a consecuencias desastrosas. Una parte esencial de la resolución de este problema es rastrear todos los cambios ambientales de manera oportuna y precisa. Y ahí es donde las tecnologías satelitales pueden ayudar. Los satélites son una fuente inigualable de varios datos cuando se trata de monitoreo ambiental.

Las imágenes satelitales se pueden usar para rastrear el impacto de desastres naturales y provocados por el hombre, gestionar el uso de recursos, rastrear patrones climáticos y mucho más. Hay cientos de aplicaciones en línea que recuperan imágenes satelitales y las analizan con la ayuda de diferentes algoritmos para extraer los datos necesarios según el objeto de investigación.

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Entonces, ¿cuál es el desafío aquí? La respuesta es una adopción de mercado relativamente baja. Se vuelve innegable al comparar la observación satelital de la Tierra con las telecomunicaciones satelitales, donde este último sector está repleto de organizaciones puramente comerciales que operan en un mercado impulsado por los usuarios. Por el contrario, la demanda de observación de la Tierra sigue siendo muy dependiente de los presupuestos institucionales. A pesar de la tendencia moderna hacia la comercialización del sector de observación de la Tierra a través de la introducción de nuevas soluciones, estas innovaciones apenas resisten la competencia en un mercado debido a un número relativamente pequeño de clientes.

Alimentos y amp; Agricultura

Las industrias alimentarias y agrícolas siguen enfrentando desafíos económicos, políticos, demográficos y relacionados con el clima en todo el mundo. Afortunadamente, varias aplicaciones modernas que utilizan datos espaciales ofrecen información precisa y oportuna sobre la producción y el proceso de suministro de alimentos. La tecnología GPS por sí sola permite mejorar las prácticas agrícolas de precisión y reducir los costos de producción al tiempo que garantiza aumentos de productividad.

Pasemos por algunas innovaciones que la tecnología espacial tiene para ofrecer para beneficiar específicamente a la industria agrícola.

Equipo autónomo

La mayoría de los países desarrollados enfrentan un envejecimiento de la población y la escasez de mano de obra, especialmente en el sector agrícola. Sin embargo, la demanda de alimentos está creciendo constantemente, lo que representa una amenaza para la seguridad alimentaria de estos países y motiva a los agricultores a integrar tecnologías autónomas en sus trabajos activamente. La maquinaria autónoma, incluidos los tractores, ya está haciendo frente con éxito a muchas tareas intensivas en mano de obra mediante el uso de GPS. Esto es lo que pueden hacer estos vehículos:

  • Plantación y cosecha
  • Riego
  • Control de malezas
  • Aplicación de fertilizantes y plagas

Esto conduce a una reducción significativa en los costos laborales y los gastos de mantenimiento de equipos, aumentando la rentabilidad de la granja en general.

Gestión del agua

El uso del agua es uno de los temas más importantes que enfrenta la agricultura moderna. Los agricultores deben realizar el riego sabiamente para asegurarse de que no apliquen demasiada o no suficiente agua. El monitoreo satelital ofrece grandes oportunidades para la gestión remota del agua. Permite un riego preciso e inteligente basado en datos y permite a los productores combinar el riego con las necesidades biológicas de cada cultivo.

Predicción de rendimiento

Varias herramientas agrícolas en línea aprovechan imágenes satelitales para obtener y analizar datos sobre la etapa actual de salud y crecimiento de la planta durante la temporada de crecimiento, lo que ayuda a los productores a estimar el rendimiento final de la cosecha. Ahora pueden tomar decisiones efectivas basadas en datos durante toda la temporada de crecimiento para aumentar el rendimiento.

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Sistemas LED

Los sistemas de luz LED se pueden integrar en las diferentes características de iluminación de acuarios de invernadero y de consumo. La principal ventaja de tales sistemas es la posibilidad de adaptarse a una planta en particular durante cualquier etapa de crecimiento, lo que maximiza la eficiencia de absorción de luz.

El problema con estas tecnologías agrícolas es su transferencia al sector privado. Todavía queda un largo camino por recorrer para convertir estas innovaciones en productos y servicios comerciales.

Asequibilidad de tecnologías espaciales

Una de las características definitorias de la era moderna de la exploración espacial es su naturaleza abierta. En el pasado, el espacio era una frontera disponible solo para los Estados Unidos y la URSS. Pero gracias al desarrollo de nuevas tecnologías y la reducción de costos en ciertos aspectos, el segmento comercial ya está ofreciendo activamente sus servicios para lanzar algo al espacio. Diferentes instituciones y países ahora construyen sus propios satélites para la investigación espacial, la observación de la Tierra y las nuevas pruebas de tecnologías espaciales. Por ejemplo, satélites en miniatura llamados CubeSats, que permiten realizar exploraciones espaciales relativamente económicas.

El desafío aquí radica en el rendimiento limitado de estos sistemas debido a su pequeño tamaño físico. Significa que no se pueden lograr imágenes de alta resolución, y la cantidad de energía que se puede recolectar es menor debido al pequeño tamaño de los paneles solares. Sin embargo, ha llevado al desarrollo de varias estructuras desplegables para integrar elementos relevantes en satélites pequeños para lograr el nivel de rendimiento necesario. En general, todavía existe una necesidad global de productos asequibles pero de mayor calidad con el hardware requerido.

Defensa planetaria

Una amenaza significativa en la que la gente rara vez piensa es en objetos cercanos a la Tierra como asteroides o cometas. Artículos más pequeños como meteoritos golpean nuestro planeta diariamente y se queman en la atmósfera, pero los asteroides grandes pueden sobrevivir y golpear la superficie de la Tierra, causando un impacto desastroso.

Y aunque la posibilidad de que esto suceda es relativamente baja para seguir preocupándose, si lo hace, las consecuencias podrían ser catastróficas. Es por eso que es esencial desarrollar estrategias apropiadas que puedan ayudar a mitigar el impacto. Por ejemplo, EE. UU. Incluso ha establecido la Red Internacional de Alerta de Asteroides y el Grupo Asesor de Planificación de Misión Espacial (SMPAG). Pero desde la perspectiva técnica, todavía hay margen de mejora en términos de desarrollo y prueba de nuevas tecnologías y metodologías en la desviación de objetos grandes amenazantes.

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Sistemas de propulsión

La propulsión de naves espaciales es uno de los elementos críticos que determinan el rendimiento de los sistemas de transporte espacial. Actualmente, el rendimiento de los sistemas de propulsión es un gran problema que el sector espacial moderno aún no ha superado.

El desafío radica en desarrollar e implementar tecnologías para reducir la necesidad de oxígeno en los lanzamientos híbridos. Además, existe la necesidad de vehículos que puedan despegar y aterrizar sin el servicio oportuno y costoso entre misiones.

Estructuras espaciales grandes (LSS)

Los grandes sistemas estructurales son lo opuesto a CubeSats en términos de tamaño y enfrentan una serie de desafíos. Por ejemplo, instrumentos como antenas, telescopios y cámaras requieren grandes superficies reflectantes de alta precisión. Desafortunadamente, las metodologías actuales están limitadas por el tamaño y el número de segmentos que se pueden implementar, y el presupuesto. Es por eso que existe la necesidad de soluciones comerciales y el despliegue de nuevas tecnologías más ligeras con el objetivo de aumentar la eficiencia del empaque de las estructuras espaciales mientras se mantiene la calidad del reflector.

Servicio robótico en órbita

Uno de los desafíos actuales en tecnología de cohetes y espacios es garantizar un período dado de existencia activa en órbita. Un suministro limitado de fluido de trabajo, así como situaciones anormales que surgen durante el vuelo de la nave espacial que consisten en fallas en elementos de sistemas a bordo, degradación de baterías solares, y el desgaste de elementos estructurales reduce significativamente el período especificado de su operación exitosa en órbita.

Una forma prometedora de resolver este problema es crear y usar naves espaciales seleccionadas: robots espaciales con las propiedades de locomoción (maniobras relativas al objeto con servicio), llevar a cabo operaciones especiales para reemplazar elementos y unidades del objeto. Además, deben tomar decisiones de forma independiente en condiciones de incertidumbre, proporcionando diagnósticos, reparación, modernización y adaptación de la nave espacial.

Estos no son todos los desafíos que enfrenta el «nuevo espacio» hoy. Sin embargo, todos estos problemas tienen una característica común. Cada uno de ellos viene con enormes oportunidades para nuevos desarrollos tecnológicos que beneficiarán al mundo en el futuro. Además, la realidad actual muestra que la tecnología espacial es un negocio innovador que puede ser desarrollado con éxito no solo por estados impulsados por ambiciones u objetivos político-militares, sino también por empresas privadas.

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