Desde hace años, el ITESO trabaja en el desarrollo de tecnologías satelitales en colaboración con el Instituto Politécnico Nacional y la Universidad Nacional Autónoma de México. Hoy, ese esfuerzo se materializa en el ITESAT, un nanosatélite capaz de transmitir datos en tiempo real desde la estratosfera, que podría ayudar en el monitoreo de la contaminación ambiental

El ITESAT es un cubo metálico que cabe en la palma de la mano. A simple vista parece diminuto, pero está diseñado para soportar las exigencias de ascender y descender desde la estratosfera, a más de 50 kilómetros de altitud. Sus componentes son fruto de años de investigación y permiten almacenar y transmitir información ambiental desde la región donde se encuentra la capa de ozono.

“Nuestro objetivo es desarrollar dispositivos espaciales, como satélites, con una misión específica. El primer objetivo del ITESAT es que esté en órbita, con todos sus sistemas en funcionamiento para que podamos comunicarnos con él”, menciona Luis Rizo Domínguez, académico del Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática (DESI), quien dirige la participación del ITESO en este proyecto.

El origen del ITESAT se remonta a 2022, cuando estudiantes, egresados y profesores del ITESO se sumaron al proyecto Módulo Experimental para el Diseño Iterativo de Subsistemas de Satélites (EMIDSS, por sus siglas en inglés), liderado por el Instituto Politécnico Nacional (IPN) y con la colaboración del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología de la UNAM (ICAT). El objetivo de este equipo interuniversitario es desarrollar tecnologías satelitales y realizar experimentos en la frontera entre la atmósfera y el espacio exterior, conforme los estrictos estándares del Programa de Globos Científicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA).

Desde su inicio, la iniciativa ha involucrado a más de 90 personas de distintas carreras y niveles académicos. “Este tipo de experimentos […] permite que cada integrante avance en su especialidad”, señala Rizo. Más allá de la posibilidad de que el módulo llegue a estar en órbita, el académico destaca que el proyecto fortalece la formación profesional. Los estudiantes adquieren experiencia en un entorno colaborativo e interdisciplinario, aplicando sus conocimientos en el desarrollo de tecnologías reales. Participan alumnos de Ingeniería Electrónica, Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Desarrollo de Software, de la Especialidad en Sistemas Embebidos y de la Maestría en Diseño Electrónico, así como egresados de estos programas.

Rizo subraya que el proyecto está abierto a todos los apasionados por las tecnologías aeroespaciales que deseen sumarse a esta iniciativa, la cual representa una oportunidad única en términos académicos y formativos. Además, es un precedente que impulsa el crecimiento del sector aeroespacial en México. Este tipo de desarrollos no sólo tiene impacto educativo, sino también social: “El ITESO ofrece muchos laboratorios e innumerables oportunidades. Es una invitación abierta a cualquiera que se sienta apasionado por este campo”.

El recorrido del ITESAT

Durante la primera misión en la que participó el ITESO, denominada FY22-FTS, se diseñó un ordenador de vuelo capaz de reconfigurarse durante el trayecto, junto con un software especializado que permitió a la estación suborbital EMIDSS-3 ascender y recopilar datos ambientales como los referentes al metano, al ozono, la temperatura y la presión atmosférica. Además, se incluyó una carga útil secundaria para evaluar el rendimiento de los dispositivos electrónicos en condiciones extremas.

En la estratosfera, los equipos enfrentan temperaturas que oscilan entre -50 y 150 grados Celsius. “La presión atmosférica es al vacío. Hay cero humedad y se está expuesto a partículas de radiación […], el impacto puede hacer que se queme un transistor”, explica Rizo. Por ello, el diseño de la plataforma que sostiene los satélites es crucial para evitar daños por cambios bruscos de temperatura o por el impacto al regresar a la Tierra. Así lo detalla Renata Álvarez Orenday, estudiante de Ingeniería Mecánica, quien desde el inicio de la colaboración del ITESO ha trabajado en la estructura que protege las tarjetas y los sensores del ITESAT, así como la del EMIDSS, que transporta los satélites de otras universidades: “Nosotros buscamos materiales resistentes y que también sean fáciles de ensamblar. También lo diseñamos para proteger las tarjetas, porque al fin y al cabo son la base de donde se va a sacar toda la información”.

En 2023 se instrumentó un sistema integrado (un conjunto informático cuyos componentes están en una sola placa), con un microprocesador de grado automotriz proporcionado por la compañía nxp. “Un elemento esencial es nuestra conexión con la industria. También hemos realizado pruebas con Continental”, añade Rizo. Este avance fortaleció la computadora a bordo del módulo emidss-4, que, como en cada misión, ascendió gracias a un globo científico de gran tamaño.

Formar parte de una misión de la NASA no es sencillo: “Las propuestas se presentan en diciembre. Las aprueban en febrero […], en marzo realizamos una iteración aquí en el campus con el ITESAT. Entonces la UNAM y el IPN vienen a nuestros laboratorios en mayo y julio. Otra prueba se realiza en la NASA y, finalmente, el lanzamiento tiene lugar a principios de agosto”, explica Rizo. Este proceso resume meses de trabajo e iteraciones, es decir, pruebas repetidas para garantizar que los dispositivos funcionen correctamente en el momento del lanzamiento.

No fue sino hasta 2024 que el CubeSat ITESAT alcanzó la estratosfera, superando los 55 kilómetros de altura durante la misión del módulo EMIDSS-5 y recorriendo 330 kilómetros. Fue lanzado desde la estación Fort Sumner de la NASA en Nuevo México. En esta misión se integraron dispositivos de regulación de voltaje y sensores ambientales. También se probaron memoria, estructura y nuevas baterías. “En uno de los vuelos vimos que la Universidad de Virginia estaba usando estas pequeñas baterías, y nos dimos cuenta de que eran las mismas que se usaban en los dispositivos de vapeo”, comparte Rizo con humor, señalando que resultaron ser mucho más económicas que las baterías de grado espacial y bastante duraderas.

EMIDSS-7: el vuelo más reciente del ITESAT

En agosto de este año, el equipo instrumentó un transmisor que permitió mantener el enlace durante todo el trayecto del vuelo, además de una inteligencia artificial (IA) capaz de calibrar los sensores térmicos de ozono y metano del dispositivo. El sistema volvió a incorporar chips de la compañía NXP. Gracias a esta innovación fue posible conocer el recorrido y los datos de los sensores en tiempo real. Recuperar el equipo en medio del desierto ya no será la única forma de obtener información.

Tras cinco intentos, el módulo EMIDSS-7 despegó el 21 de agosto a las 7:30 horas (tiempo de Ciudad de México) desde la base Fort Sumner, en Nuevo México, Estados Unidos. Un globo de superpresión traslúcido, cuyo tamaño hace ver pequeño a un tráiler de doble remolque, elevó la góndola con la plataforma de aluminio que portó los nanosatélites desarrollados por el ITESO, la UNAM y el IPN, junto con otros experimentos científicos. La misión, identificada como FY25-FTS, se mantuvo más de seis horas en vuelo y alcanzó una altitud de 37.24 kilómetros.

El equipo multidisciplinario del ITESO, conformado por cuatro estudiantes, tres profesores y un egresado, viajó a la base de la NASA para integrar el ITESAT a la plataforma de vuelo. Cada participante desempeñó tareas específicas: César Real Diez Martínez y David Ochoa González, académicos de Ingeniería Mecánica, se encargaron del ensamblaje de estructuras tanto del satélite como del módulo. Alan Daniel Castro Ramírez, egresado del mismo programa, diseñó la estructura del EMIDSS y colaboró en los montajes mecánicos. Luis Rizo dirigió las gestiones del grupo con la NASA y apoyó en las áreas de electrónica.

Miguel Ángel Manzano Hernández y Gustavo Sánchez Arvizu, estudiantes de la Especialidad en Sistemas Embebidos, conectaron y verificaron los sistemas de ambos satélites, además de corregir fallas técnicas. Emilio de Santiago Tovar, de Ingeniería Electrónica, solucionó errores en el transmisor. Renata Álvarez Orenday, estudiante de Ingeniería Mecánica, fungió como enlace con los ingenieros de la NASA y participó en las pruebas de compatibilidad entre sistemas. “Después de nosotros […] la NASA hace pruebas de compatibilidad: que nuestros sistemas no interfieran con sus sistemas principales, por ejemplo, centros de gravedad y cuestiones mecánicas”, apunta Rizo. Viajar con la NASA implica cumplir con rigurosos estándares técnicos y de seguridad. Al año se realizan entre 20 y 30 misiones desde distintas partes del mundo, en bases como las ubicadas en la Antártida y Nueva Zelanda.

Gustavo Sánchez describe el viaje a Nuevo México: “Fue toda una experiencia. […] Me alegra mucho ver cómo nuestra pequeña aportación contribuye a un proyecto aún más grande. Conocimos a mucha gente, procesos nuevos, tecnologías nuevas”. Esta vivencia reafirma la importancia de la colaboración internacional y la trascendencia que puede tener la innovación mexicana en proyectos aeroespaciales.

“El objetivo principal es ayudar”

Gustavo explica que, gracias a la capacidad del ITESAT para medir variables físicas del entorno (como temperatura, humedad, partículas de dióxido de carbono y ozono), tiene el potencial de convertirse en una herramienta clave para monitorear el impacto ambiental de la actividad humana. Estos datos permiten proyectar cómo han evolucionado las emisiones contaminantes a lo largo de los años y evaluar si las condiciones han mejorado o empeorado. Además, el sistema puede aplicarse en escenarios concretos, como la detección de incendios forestales y la generación de información útil para la toma de decisiones en políticas ambientales. En palabras de Gustavo, más que una solución inmediata, el CubeSat es un recurso que sensibiliza y aporta evidencia científica para enfrentar los retos del cambio climático y la contaminación.

“El objetivo principal es ayudar a la población de Jalisco. Como objetivo secundario […] sobrepasar la barrera de la estratosfera y poder llegar al espacio en algún momento”, menciona.

Por su parte, Renata destaca que el satélite puede contribuir a la preparación ante catástrofes, ya que podría generar datos en tiempo real sobre condiciones atmosféricas y del terreno. Esta información sería clave para diseñar planes de prevención y acción ante fenómenos extremos, así como fortalecer la seguridad de comunidades vulnerables. Para ella, el proyecto demuestra cómo la innovación tecnológica puede tener un efecto directo en la protección del medio ambiente y en la gestión de riesgos.

La IA en el espacio

El equipo continúa analizando los datos recopilados por el ITESAT, entre ellos la verificación del desempeño de la IA en esta misión. Una de las actualizaciones previstas para el próximo lanzamiento es mejorar la antena de transmisión y optimizar el consumo energético del satélite. Para ello se desarrollará una IA capaz de gestionar el uso de la carga de las baterías, lo que prolongará la autonomía del dispositivo. Esta innovación se llevará a cabo en colaboración con la Universidad de Belmont, que se enfocará en el diseño del software, mientras que el ITESO trabajará en la construcción del hardware. “También vamos a generar los datos con los que se entrenará la IA […] después haremos pruebas desde nuestro laboratorio”, explica Rizo.