Regulación y mitigación de desechos

Dos tipos de normas

Dos cuerpos normativos dan forma a una misión de satélite pequeño más allá de su ingeniería. Las normas del espectro deciden qué frecuencias puede usar y cómo debe coordinarlas. Las normas sobre desechos espaciales deciden cuánto tiempo puede permanecer en órbita después de terminar su misión y, por tanto, dónde puede volar sin propulsión.

Espectro

El espectro radioeléctrico se atribuye internacionalmente mediante el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT[1], y cada red de satélites se notifica a la UIT a través de su administración nacional. Las misiones del servicio de aficionados por satélite coordinan además sus frecuencias con la Unión Internacional de Radioaficionados (IARU), cuyos asesores de satélites revisan las frecuencias y los modos propuestos y el carácter de aficionado de la misión[2]. El servicio de aficionados se limita a fines no comerciales: la telemetría abierta y decodificable y un servicio a los radioaficionados forman parte del trato, y se exige una orden fiable que apague el transmisor.

Grizu-263A siguió este camino. Sus frecuencias se coordinaron con la IARU (número de serie 775) con el apoyo de TAMSAT, y el equipo publicó sin cifrar todos los formatos de telemetría[3]. El espectro adicional para telemetría, seguimiento y mando de misiones de corta duración acordado en la CMR-19 ofrece una alternativa para las misiones que no tienen carácter de aficionado[3].

Licencias

En Estados Unidos, todo transmisor no federal necesita una licencia de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC); las licencias experimentales son habituales en los CubeSats universitarios[4]. Los proveedores de lanzamiento piden la licencia, la coordinación de frecuencias y la evaluación de desechos antes de la integración, así que el papeleo debe empezar un año o más antes del lanzamiento[5].

La regla de cinco años

En septiembre de 2022, la FCC sustituyó la veterana pauta de 25 años por un límite de cinco años para la eliminación tras la misión de los satélites en órbita baja[6]. La regla se aplica a los satélites lanzados después del 29 de septiembre de 2024, tanto a los que tienen licencia de Estados Unidos como a los extranjeros que buscan acceso al mercado estadounidense; los satélites que ya estaban en órbita en esa fecha quedan exentos[7]. Normas internacionales como ISO 24113 mantienen el antiguo límite de 25 años[8], y la norma técnica de la NASA para limitar los desechos orbitales fija los requisitos de la agencia para sus propias misiones[9].

Una vida orbital total de cinco años es una forma conservadora de cumplir la regla: si la nave reentra en los cinco años siguientes al lanzamiento, reentra en los cinco años siguientes al fin de su misión.

Lo que significan las normas para la altitud

Para una nave sin propulsión, las normas se convierten en un techo de altitud que depende del parámetro balístico y del Sol:

Factor de forma	En 5 años			En 25 años
	Baja	Moderada	Alta	Baja	Moderada	Alta
1P	493	559	627	567	656	752
2P	490	555	622	563	651	745
3P	489	553	620	562	649	743
1U	467	525	585	538	618	702
3U	457	513	570	528	604	685

Bisección sobre el modelo de vida de la revisión (ecs. 5–6). La regla de cinco años de la FCC se aplica a los satélites lanzados después del 29 de septiembre de 2024 que tienen licencia en Estados Unidos o dan servicio allí; ISO 24113 mantiene 25 años. Actividad solar: baja F10.7 = 70 sfu, Ap = 6; moderada 140 sfu, Ap = 12; alta 210 sfu, Ap = 18.

Un 1P a plena carga cumple la regla de cinco años por debajo de unos 560 km con actividad solar moderada, pero el techo se desplaza de unos 490 a 630 km entre actividad baja y alta[3]. Como la órbita de liberación se elige años antes de conocer la actividad que encontrará, es prudente un margen de decenas de kilómetros. La sensibilidad se aprecia en el gráfico de vida:

• 1P, 0,033 m²/kg
• 3P, 0,030 m²/kg
• 1U, 0,018 m²/kg
• 3U, 0,014 m²/kg
• 1P, de actividad baja a alta
• 1U, de actividad baja a alta

Mostrar los datos como tabla

Altitud inicial (km)	1P, 0,033 m²/kg	3P, 0,030 m²/kg	1U, 0,018 m²/kg	3U, 0,014 m²/kg
350	0,08	0,09	0,14	0,18
400	0,23	0,26	0,42	0,53
450	0,64	0,71	1,18	1,49
500	1,70	1,89	3,12	3,92
550	4,26	4,72	7,82	9,82
600	10,13	11,23	18,59	23,35
650	22,87	25,35	41,97	52,72

Por encima del techo

Una misión que deba volar más alto tiene tres opciones: una maniobra operativa para bajar la altitud, un dispositivo de arrastre o, sencillamente, un coeficiente balístico menor. Las velas de arrastre amplían el área que ve el flujo:

Altitud (km)	Parámetro balístico necesario (m²/kg)	1P: área de vela (m²)	3P: área de vela (m²)	3U: área de vela (m²)
550	0,028	No hace falta	No hace falta	0,075
600	0,067	0,008	0,025	0,29
650	0,151	0,027	0,083	0,75
700	0,324	0,066	0,20	1,69
800	1,280	0,28	0,85	6,91

Vela plana que gira con la nave (área proyectada media igual a la mitad del área de la vela); una vela mantenida de frente al flujo necesita la mitad.

La propulsión puede bajar el perigeo al final de la misión. Desde las altitudes típicas de los lanzamientos compartidos, un único impulso de 70–100 m/s lleva el perigeo a 250 km, un presupuesto exigente para un PocketQube:

Altitud (km)	Perigeo a 250 km (m/s)	Perigeo a 180 km (m/s)	Espiral de bajo empuje hasta 250 km (m/s)	Propulsante para un 1P, Isp 65 s (g)
500	71	91	142	26,3
550	84	105	170	31,0
600	98	118	197	35,6
700	124	144	251	44,3
800	150	170	303	52,4

Un único impulso desde una órbita circular; un perigeo de 250 km provoca la reentrada en semanas. Propulsante según la ecuación del cohete para un 1P de 250 g con gas frío (Isp 65 s).

El artículo sobre la regla de cinco años compara las tres opciones para PocketQubes y CubeSats.

Estar catalogado

La mitigación de desechos supone que los objetos pueden seguirse. Los PocketQubes se catalogan de forma habitual una vez desplegados, pero la precisión de las órbitas derivadas de elementos de dos líneas se degrada en los objetos ligeros[10], y la identificación tras los grandes lanzamientos compartidos puede llevar días. Los operadores ayudan publicando antes del lanzamiento las frecuencias de los transmisores y los formatos de las balizas, para que las redes puedan asociar rápidamente las señales a los objetos del catálogo.

La vida corta como ventaja

Para las naves más pequeñas, la elevada relación área/masa es la medida de mitigación más fiable: desde 450 km, un 1P a plena carga reentra en bastante menos de un año con actividad moderada, y desde 400 km en meses. Las órbitas bajas acortan las misiones, y esa es la tensión que describe la entrada sobre propulsión: las normas sobre desechos empujan a los PocketQubes hacia abajo, donde solo una propulsión de micronewtons podría mantenerlos operativos mucho tiempo.