MEPA Orbital

01MEPA Orbital

Un satélite para el Mediterráneo.

Un proyecto a largo plazo: un satélite de 200 kg, pensado para durar siete años o más, que observaría el mar en color y en infrarrojo térmico, captaría las señales de los barcos y daría a MEPA una mirada propia sobre zonas concretas del Mediterráneo.

02El exterior

Negro, ligero y duradero.

Una carcasa de fibra de carbono: rígida, ligera y mate, que aguanta siete años de sol y frío sin deformarse. No se ve ningún componente, porque todo lo que puede ir dentro va dentro.

03El ojo

Una lente, dos maneras de ver.

Detrás de la lente hay un telescopio con ocho bandas de color (con un detalle de unos 3 m como objetivo) y una cámara térmica que ve el calor (unos 100 m). El petróleo cambia el color y el brillo del mar, y las cámaras están pensadas para notarlo.

04Los paneles

Energía para siete años.

Grandes paneles solares de azul intenso, calculados para dar unos 700 W de pico aun con el desgaste de las células, cargan una batería amplia que mantiene el satélite en marcha mientras pasa por la sombra de la Tierra.

05Lo que ve

Una mancha oscura detrás de un buque.

A bordo, dos ordenadores están pensados para revisar cada imagen: descartan las nubes, localizan barcos y posibles manchas, y relacionan cada barco con la señal que emite (AIS). Si un barco no emite señal, lo marcan. Solo sugieren: es una persona la que decide si hay un caso.

06La mancha

El petróleo, de cerca.

El petróleo se extiende en películas finas cuyo color y forma nos dicen mucho. El agua en calma, las algas y la lluvia pueden parecer petróleo; por eso cada posible mancha se comprueba con el viento, con otros satélites y, si se puede, con alguien en el agua.

07El calor

Otra pasada, de noche.

La misma órbita permite una pasada nocturna para la cámara térmica, que distingue el petróleo espeso y los vertidos calientes sobre el mar, más frío. Se apunta a demanda: con veinte minutos al día cubre alrededor del 8 % del Mediterráneo, así que mira donde hay sospechas.

08El conjunto

Hecho para durar. Y para que lo copien.

Un propulsor eléctrico mantiene la órbita y, al final de su vida, hace bajar el satélite. Se comunica por radio con estaciones de tierra que alquilamos por minutos, y opcionalmente por láser con la red de SpaceX, solo si nos lo ofrecen. Complementa al radar gratuito de Sentinel-1, no lo sustituye, y es el primero de una serie.

La propuesta

Lo que llevaría el satélite.

Una especificación propuesta para hablarla con socios y financiadores. Todas las cifras son objetivos: no hay nada construido y nada de esto está acordado con SpaceX ni con ningún proveedor.

Tipo
Unos 200 kg, el primero de una serie (MEPA-1). Diseñado para durar siete años o más
Aspecto
Cuerpo de fibra de carbono negro mate, paneles solares de azul intenso y un radiador blanco: hecho para llamar la atención y para que otros lo copien
Órbita
Heliosíncrona, a unos 550 km, a las 10:30 hora local: una pasada de día para la cámara de color y otra de noche para la térmica
Cámara de color
Telescopio multiespectral de unos 25 cm de apertura, 8 bandas del azul al infrarrojo cercano, detalle de unos 3 m y una franja de unos 25 km
Cámara térmica
Infrarrojo de onda larga sin refrigerar, 640 × 512 píxeles, detalle de unos 100 m y una franja de unos 60 km, de día y de noche
Seguimiento de buques (AIS)
Un receptor de los mensajes que emiten los transpondedores de los barcos, para saber qué barco es el que ven las cámaras y marcar como oscuro al que no emite
Procesadores de IA
Dos módulos de IA a bordo probados para el espacio (uno de reserva), de unos 100 billones de operaciones por segundo cada uno (INT8) y de 10 a 25 W
Memoria y almacenamiento
16 GB de memoria rápida con corrección de errores por módulo y 8 TB de memoria flash, que guardan alrededor de un mes de imágenes sin procesar
Modelos en órbita
Modelos de visión pequeños, desde decenas de millones hasta unos 8.000 millones de parámetros (4 bits, unos 5 GB): descartar nubes, detectar barcos y posibles manchas, y decidir qué se descarga primero
Ordenador de vuelo
Un ordenador aparte, más sencillo y resistente a la radiación, para el funcionamiento básico y el modo seguro, con un vigilante (watchdog) que puede reiniciar los módulos de IA
Energía
Unos 3 m² de paneles solares (unos 700 W de pico y de 300 a 350 W de media) y una batería de alrededor de 1 kWh, más grande de lo necesario para compensar siete años de desgaste de las células
Propulsión
Un pequeño propulsor eléctrico (de efecto Hall) para mantener la órbita frente al rozamiento con la atmósfera durante siete años y hacer bajar el satélite al final de su vida
Enlace descendente
Banda X, hasta unos 600 megabits por segundo (unos 45 GB en una pasada de diez minutos), a través de estaciones de tierra comerciales
Órdenes
Banda S o UHF, cifradas, con actualizaciones firmadas del software y de los modelos
Enlace por satélite (opcional)
Terminal láser de Starlink, de SpaceX: 25 gigabits por segundo a hasta 4.000 km, según se ha publicado, para dar avisos en minutos. Sin acuerdo; no es imprescindible
Apuntamiento
Sensores estelares, cuatro ruedas de reacción y magnetopares
Lanzamiento
Lanzamiento compartido Transporter de SpaceX, reservado con un integrador entre 12 y 18 meses antes

Dónde se analiza cada cosa

En órbita
Un modelo pequeño hace la primera revisión: descarta las nubes, encuentra barcos y posibles manchas y decide qué se descarga primero. Tarda segundos y gasta unos pocos vatios.
En tierra
Los modelos de IA más avanzados, demasiado grandes para cualquier satélite, estudian los posibles casos junto con todas las demás fuentes (radar, rutas de los barcos, viento, corrientes), redactan las pruebas y señalan lo que tiene que comprobar una persona.
Por qué dividir el trabajo
Un modelo de un billón de parámetros necesita cientos de gigabytes de memoria y kilovatios de potencia, y un satélite de este tamaño tiene unos 200 vatios. Por eso el satélite envía paquetes pequeños, ordenados por prioridad, y el análisis de fondo se hace en tierra.

Con qué prisa hay que moverse

La plaza en un lanzamiento compartido se reserva entre 12 y 18 meses antes, y los patrocinadores tardan de seis a doce meses en decidir. Para volar hacia 2030, hay que empezar a mover la propuesta ya.

Meses 0 a 3
La propuesta: esta página, una especificación, un presupuesto y una lista de riesgos. Lista para presentar.
Meses 3 a 9
Contactos: el equipo comercial de Starlink, de SpaceX, fabricantes de plataformas de satélite, universidades, la ESA y fundaciones. Primeras imágenes gratuitas y de pago para demostrar que hace falta.
Meses 9 a 18
Tres presupuestos por escrito, un socio que aloje los instrumentos o ponga la plataforma, y un abogado que trace el camino de los permisos. Una decisión sobre la financiación.
Meses 18 a 30
Revisión del diseño, fabricación y pruebas ambientales. La plaza de lanzamiento se reserva entre 12 y 18 meses antes.
Hacia los años 3 y 4
Lanzamiento y primeras imágenes. Siendo realistas, hacia 2030 o después.

Para los ingenieros

Las cifras que hay detrás de los objetivos, calculadas para que cuadren entre sí. Todas se pueden discutir.

Órbita y cobertura
Órbita
Heliosíncrona a 550 km: unos 95,5 minutos por vuelta, unas 15 vueltas al día, 7,6 km/s en órbita y unos 7,0 km/s sobre el suelo
Luz
Pasa a las 10:30 hora local de bajada (de día, con buen ángulo de sol para la cámara de color) y a las 22:30 de subida (de noche, para la cámara térmica). Hasta unos 35 minutos de sombra por vuelta
Superficie observada
Una franja de 25 km barre unos 175 km² por segundo. Veinte minutos de observación al día cubren unos 210.000 km², alrededor del 8 % del Mediterráneo (unos 2,5 millones de km²). Por eso se apunta a demanda: mira donde hay sospechas, no a todas partes
Frecuencia de paso
Inclinándose hasta unos 30° respecto a su trayectoria, puede ver un punto concreto una o dos veces al día. Con tres satélites, sería casi a diario en todo el Mediterráneo
Volumen de datos
Cámara de color
A 3 m, 25 km son unos 8.300 píxeles de ancho y unas 2.300 líneas por segundo. Ocho bandas a 12 bits suman unos 1,9 gigabits por segundo sin comprimir: unos 280 GB por cada veinte minutos de observación
Tras la compresión
Con una compresión casi sin pérdidas de 3 a 1, quedan unos 90 GB al día
Almacenamiento
8 TB de memoria flash guardan alrededor de un mes de imágenes sin procesar, así que no se pierde nada aunque una estación de tierra quede sin conexión varios días
Capacidad de descarga
Con una estación de tierra en el Mediterráneo, suele haber de 4 a 6 pasadas útiles al día, de 6 a 9 minutos cada una. A 600 megabits por segundo, son unos 150 GB diarios, alrededor de 1,7 veces lo que produce la cámara
Energía
Generación
Unos 3 m² de células de triple unión: unos 700 W de pico y de 300 a 350 W de media en cada vuelta, con margen para un desgaste de alrededor del 2 % al año
Consumo mientras observa
Unos 200 a 230 W: ordenadores 25, orientación 20, electrónica de la cámara de color 45, cámara térmica 8, AIS 5, módulos de IA hasta 50, calefactores 30, y margen
Enlace descendente y empuje
El transmisor de banda X suma unos 60 W durante una pasada, y el propulsor eléctrico unos 250 W mientras funciona, siempre al sol
Batería
Alrededor de 1 kWh. Un eclipse de 35 minutos a 220 W gasta unos 130 Wh, es decir, una descarga cercana al 13 %, lo bastante suave para aguantar siete años
Masa
Estructura, energía y orientación
Unos 90 kg: estructura de fibra de carbono y cableado 38, batería y electrónica de potencia 18, paneles solares 16, sensores estelares, ruedas y magnetopares 18
Instrumentos
Unos 62 kg: telescopio 45, cámara térmica 4, receptor AIS 3, ordenadores de IA y de vuelo 10
Radios y propulsión
Unos 28 kg: radios 10, y propulsor eléctrico, depósito y xenón 18
Margen
Alrededor del 10 %. En total, unos 200 kg; con un lanzamiento a unos 7.000 $ por kilo, salen unos 1,4 millones de dólares
Cálculo
Módulos de IA
Dos módulos, uno de reserva, de unos 100 billones de operaciones INT8 por segundo cada uno con 10 a 25 W, es decir, de 4 a 10 billones por vatio. 16 GB de memoria con unos 100 GB/s de ancho de banda
Buscar manchas
Un modelo de segmentación de decenas de millones de parámetros, aplicado por cuadros de 512 píxeles (1,5 km a 3 m): una imagen de 25 × 25 km son unos 280 cuadros y se revisa en un par de segundos [est.]
Un modelo de lenguaje en órbita
Un modelo de 8.000 millones de parámetros a 4 bits ocupa unos 5 GB. Por el ancho de banda de la memoria, escribe unas 10 a 20 palabras por segundo, más que suficiente para una nota de una línea sobre un posible caso
Protección frente a fallos
Memoria ECC, alimentación protegida contra bloqueos (latch-up), limpieza periódica de la memoria y un ordenador de vuelo aparte con un vigilante (watchdog) que puede apagar y encender los módulos de IA. Contamos con errores puntuales por radiación casi a diario y el diseño los tiene en cuenta
Seguimiento de barcos
Qué hace
El receptor recoge los mensajes AIS que emiten los barcos en la zona que miran las cámaras. Cada detección se asocia al mensaje más cercano en tiempo y lugar. Si no hay ninguno, es un buque oscuro
Límites
Donde hay mucho tráfico, muchos barcos emiten a la vez y algunos mensajes se pierden, así que la falta de señal es una pista, no una prueba. Además, un barco puede apagar o falsear su señal; por eso es solo una fuente entre varias
Coste y tamaño
Unos 3 kg y 5 W. La antena es el mástil fino que hay encima del satélite
Siete años en órbita
Rozamiento con la atmósfera
A 550 km la atmósfera es muy fina, pero existe, y se espesa cuando aumenta la actividad solar. El propulsor eléctrico, con unos 8 a 12 kg de xenón, mantiene la altura para que la cámara siga apuntando donde debe
Fin de la vida útil
Al final, el mismo propulsor baja la órbita para que el satélite caiga y se desintegre en pocos años, en vez de quedarse como basura espacial
Desgaste
Las células solares pierden alrededor de un 2 % al año, por eso los paneles son más grandes de lo necesario. La batería nunca se descarga mucho. Las ruedas y los sensores estelares van duplicados. El software se actualiza en órbita, y solo con actualizaciones firmadas
Radiación
En esta órbita, tras unos 3 mm de aluminio, del orden de 15 kilorads en siete años [est.]. Se pueden usar componentes comerciales si se seleccionan, se blindan y se protegen; el ordenador de vuelo se elige por su resistencia a la radiación
Orientación y medición
Precisión de la orientación
Un píxel de 3 m a 550 km equivale a alrededor de 1 segundo de arco. Los sensores estelares dan una precisión de pocos segundos de arco, así que corregimos en tierra con puntos conocidos y buscamos situar cada cosa con un error de 10 a 15 m
Calibración
Imágenes en oscuridad, una observación de la Luna al mes y puntos de referencia en tierra. El registro de calibración va con los datos. La cámara térmica tiene su propio radiador y se recalibra a menudo
Pruebas a bordo
Firmado al tomar la imagen
Cada imagen lleva la hora GNSS, su posición y orientación, los mensajes AIS captados y una huella digital. Un chip de seguridad firma el registro antes de guardarlo, así que se puede demostrar que el archivo no ha cambiado desde que se tomó en órbita
Órdenes al satélite
Las órdenes y las actualizaciones de software y de modelos van firmadas y cifradas, con claves que guarda MEPA y que se cambian cada cierto tiempo. No se ejecuta ninguna actualización sin firma
En tierra
Las imágenes originales y los registros firmados van al mismo archivo sellado que el resto de las fuentes de MEPA, con todos los pasos del procesamiento anotados

En qué punto está

Una idea que nos tomamos en serio, pero todavía no una misión.

Qué es

Un proyecto de satélite multiespectral y térmico de 200 kg con un receptor de seguimiento de barcos, pensado para durar siete años o más, con un presupuesto objetivo de unos 20 millones de euros (entre 15 y 25 millones), pendiente de confirmar con presupuestos independientes. No hay nada financiado, construido ni aprobado, y no pedimos dinero para ello. Queremos usar mucho la IA en el diseño, el software y la operación, con personas concretas que respondan de cada decisión.

Qué no es

No es un satélite de radar, que costaría varias veces más. No ve a través de las nubes, la cámara de color no ve de noche y un solo satélite no puede vigilar todo el Mediterráneo. El radar gratuito de Sentinel-1 sigue siendo la base.

Qué viene antes

Antes demostraremos que hace falta, con imágenes gratuitas y unas pocas compradas, mediremos en qué se quedan cortas y solo entonces decidiremos si alquilar espacio en un satélite ajeno o construir uno propio. El satélite es una decisión que tomaremos con datos.

Las condiciones previas

Antes de comprometer dinero de verdad: una carencia medida, financiación para toda la vida de la misión, presupuestos por escrito, un abogado que trace el camino de los permisos y las licencias de radio, un equipo de operaciones con financiación y un resultado que no dependa de una sola empresa.

Los objetivos son metas, no resultados medidos. Dudas o ideas: admin@mepa.ngo