Estudiantes y académicos del Departamento de Ingeniería Informática de la Facultad de Ingeniería fueron parte del equipo que desarrolló los sistemas computacionales del nanosatélite Suchai-4, lanzado exitosamente la madrugada del martes 7 julio pasado, en un nuevo hito para la ciencia aeroespacial chilena.
La misión, liderada por el Laboratorio de Exploración Espacial y Planetaria (SPEL) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, requiere de una compleja arquitectura informática que permite al dispositivo operar de manera autónoma en el espacio, ejecutar experimentos y transmitir datos hacia la Tierra.
El estándar CubeSat considera unidades modulares que pueden ensamblarse en distintas configuraciones. En este caso, el nanosatélite corresponde a una estructura de tres unidades, con dimensiones de 30 x 10 x 10 centímetros, lo que representa un importante desafío de ingeniería: integrar en un espacio reducido todos los sistemas necesarios para su funcionamiento en órbita.
“Este pequeño laboratorio espacial integra sistemas de comunicación, energía, orientación, observación terrestre e instrumentos para experimentos físicos, biológicos y ópticos. Con cerca de 60 experimentos posibles, el satélite se convierte en una plataforma para apoyar diversas líneas de investigación de la universidad”, explicó el académico del Departamento de Ingeniería Informática, Dr. Carlos González Cortes.
El proyecto permitirá a la Usach desarrollar investigación de mayor complejidad mediante datos reales del ambiente espacial, imposibles de obtener en la Tierra.
“Contar con un laboratorio en órbita alrededor del planeta abre nuevas oportunidades para que académicos e investigadores participen en estudios de frontera y generen conocimiento avanzado en distintas áreas científicas y tecnológicas, como lo realizan las universidades de alta complejidad, entre ellas la Usach”, aseguró.
El desarrollo del Suchai-4 contó con financiamiento de la ANID, a través de fondos como Fondef, Fondecyt y programas Anillo, y fue posible gracias a una red de colaboración integrada por universidades chilenas como la Universidad de Santiago de Chile, Universidad de Chile, la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, la Universidad de Antofagasta y la Universidad Austral de Chile, junto a instituciones nacionales e internacionales.
“Mi meta como académico de la Usach es que en los próximos satélites tengamos una participación cada vez más relevante y, por qué no, que algún día podamos liderar un proyecto satelital desde la propia universidad. Para lograrlo, debemos seguir profundizando nuestros esfuerzos en investigación y desarrollo tecnológico”, señaló el investigador.
Talento estudiantil
Lo más importante para el Dr. González, es que este proyecto permite a nuestros estudiantes ampliar sus competencias, explorar nuevas áreas de desarrollo y aplicar sus conocimientos en ámbitos estratégicos que pueden contribuir al crecimiento científico y productivo del país.
El equipo, conformado por los estudiantes Lucas Mecías, Claudia Villa, Josué Mateluna, Patricio Briceño, Nicole Torres y Antonia Cisternas, y los recién graduados Josue Quileñan y Felipe Solis, fue convocado al proyecto para desarrollar soluciones que permitieran resolver distintos desafíos tecnológicos del proyecto.
Entre las diferentes tareas, Lucas Mecías, estudiante de último semestre, asumió la tarea de automatizar la operación de los CubeSats para optimizar al máximo las cortas ventanas de comunicación. Su proyecto permite enviar “recetas” complejas de comandos que el satélite ejecuta de manera secuencial y autónoma en órbita.
"Durante esas ventanas de comunicación enviamos comandos al satélite. Mi aporte fue desarrollar un sistema capaz de enviar 'recetas' de comandos que se ejecutan de forma secuencial y autónoma en órbita. Demostrar que era posible fue un gran logro".
En tanto, y con el fin de evitar que los operadores tengan que escribir complejas líneas de código en consola de texto a contrarreloj, Josué Mateluna desarrolló Kiliñan. Se trata de una interfaz gráfica para el Suchai Flight Software (SFS) que facilita el monitoreo y control del satélite de manera intuitiva y visual.
“Es súper entretenido ver que lo que estoy haciendo es un producto real que se va a usar. No quería tomar un tema de escritorio o que solo quedara plasmado en un paper que nadie más va a leer”, expresó el estudiante.
Por su parte, Patricio Briceño se adentró en la frontera de la tecnología moderna diseñando una arquitectura basada en intenciones con Modelos de Lenguaje (LLMs) para constelaciones de satélites. Su sistema busca que un operador pueda ingresar una orden en lenguaje natural y que agentes de inteligencia artificial la traduzcan, coordinen y ejecuten automáticamente de acuerdo a la telemetría.
“Mi propuesta apunta a crear un sistema que ocupe varios agentes con LLM para que puedan tomar una intención en lenguaje natural del usuario. Te ayuda a estar en la frontera de todo lo que se está investigando hoy en día en el mundo”, agregó.
En paralelo, la seguridad de estas tecnologías también se ha convertido en un desafío clave, por lo que Nicole Torres desarrolló una red neuronal para detectar intrusiones y anomalías de telecomunicación en CubeSats que operan bajo el protocolo CSP (CubeSat Space Protocol). “Aprender todo el contexto espacial, entender qué es un satélite, cómo se comunican y cómo funciona la ciberseguridad en este entorno ha sido todo un desafío”, indicó.
En el mismo sentido, Antonia Cisternas trabajó en una herramienta para simular y analizar ataques de “movimiento lateral” en constelaciones de satélites, analizando cómo un ciberataque a una constelación de satélites podría propagarse desde un satélite y terminar infectado al resto de la red. Ambas contaron con la co-guía de un experto en ciberseguridad de la Universidad Estatal de Nuevo México (NMSU) de EE.UU.
“Se sale harto de la zona de confort. Casi siempre son temas que ni siquiera se ven de forma separada en algunos ramos, son totalmente nuevos”, destacó.
En el caso de Claudia Villa, orientó su trabajo hacia la democratización de la ciencia espacial con un enfoque social, al diseñar una estación terrena de bajísimo costo (menos de $200 USD) para colegios en diferentes regiones del país. Su proyecto busca que niños y niñas de enseñanza media puedan armar sus propias antenas y capturar señales de satélites. Gracias a su impacto, la iniciativa se adjudicó un fondo VIME.
“Casi todas las tesis de informática son de hacer una página web. Yo me puse a llorar cuando leí una tesis similar porque lo encontré demasiado lindo; de verdad va a poder ayudar a la gente. No es una página que va a quedar ahí botada”, aseguró la estudiante.
El trabajo del equipo, liderado por el Dr. González, posibilitó aplicar los conocimientos adquiridos en las aulas y potenciar la investigación interdisciplinaria dentro de la universidad.
“En el Departamento de Física, se realizan investigaciones de física espacial, en donde los profesores, académicos e investigadores de la unidad participan de este proyecto. Lo mismo ocurre con el Departamento de Biología, con la profesora Jenny Blamey, que estudia extremófilos, microorganismos que pueden vivir en condiciones muy extremas y una de ellas podría ser el espacio, sobre todo pensando en la posibilidad de habitar otros planetas”, concluyó.