martes, 23 de junio de 2015

El sistema GPS, el "limite CoCom" y los vuelos suborbitales

El GPS tiene muchos secretos. Ya se había hablado aquí alguno de ellos, como por ejemplo la capacidad de detección del pulso electromagnético creado por una explosión nuclear. En general la mayoría de los "secretos" son de dominio público si se sabe donde ir a buscarlos. Otros son realmente secretos, pues no debemos de olvidar que el sistema GPS es totalmente militar aunque se nos autorice el uso. 


CoCom es el acrónimo de Coordinating Committee for Multilateral Export Controls, que en realidad fue un embargo impuesto por el bloque occidental al COMECON durante los años posteriores a la II Guerra Mundial (la llamada Guerra Fría) para impedir la venta de armas.

En tecnología GPS, se utiliza el término "COCOM limit" para referirse a un límite previamente establecido (impuesto) en los dispositivos de localización GPS para que estos se desactiven automaticamente cuando el sistema detecta que el dispositivo se mueve a más de 1.000 nudos (1.852 km/h) y/o en una altitud de 60.000 pies (18.000 m) o mayor. ¿Por qué? La intención es evitar el uso de señales GPS en aplicaciones que pudieran guiar misiles balísticos intercontinentales por parte de terroristas o algunos chalados de la electrónica con ganas de dar un susto. ¿Pero que pasas con los ciudadanos que deseamos hacer experimentos legales a bordo de globos aerostáticos? ¿Se podría entonces usar el GPS en la ISS? Estas son algunas preguntas curiosas que a veces hace la gente cuando se entera de estas peculiaridades del GPS. Recuérdese que la ISS está comparativamente hablando muchísimo más baja que los satélites del GPS y por lo tanto podría funcionar en teoría.

Altura de los satélites = 20.200 km
Altura de la ISS = 400 km.

Algunos fabricantes aplican esta medida de precaución cuando se alcanzan los dos límites de velocidad y altitud, mientras que otros fabricantes deshabilitar el seguimiento cuando se alcanza un solo límite. En este último caso, esto hace que algunos dispositivos no sean los apropiados para ser utilizados en experimentos llevados a cabo en globos de gran altitud. Lo normal es que los fabricantes trabajen con las famosas puertas lógicas. Las que se aplican aquí son las del tipo AND y OR. Pero todo (o casi todo) es susceptible de ser modificado si se sabe como hacerlo. Existen empresas especializadas en este tipo de modificaciones con fines investigación espacial, como por ejemplo Copenhagen Suborbitals

Por desgracia, cuando se mete uno a investigar cosas a menudo nos encontramos incluso con más limitaciones que no figuran en las fichas de datos del GPS, por ejemplo:

  • Max. aceleración: 4g (algunos tienen valores más altos)
  • Max. Altitud 50 kilometros

Esta limitación de altura adicional es claramente un problema si se quiere utilizar el GPS para medir el apogeo en algún experimento aerospacial.

Las empresas o instituciones que se dedican a los vuelos suborbitales necesitan saber muchos datos. Cuando se efectúa un lanzamiento se requieren instrumentos que permiten al menos estimar la altitud dentro de unos cientos de metros. Esto puede sonar como una medida muy inexacta pero esta precisión es suficiente para el propósito de un vuelo suborbital de investigación, como por ejemplo el que pueda llevar a cabo una Universidad. Sin embargo, un receptor GPS sigue siendo deseable, ya que puede dar una medición independiente de la altitud y esto podría ser muy útil durante los vuelos de desarrollo y pruebas.

Pardógicamente existen apps para el Iphone 5 y 6 en las que los límites no existen. hace poco encontré el siguiente vídeo en el que se pude ver un Iphone con GPS funcionando abordo de la ISS (a toda leche) con una aplicación llamada ARROW. Impresionante. 


Moraleja: Monta un Iphone en tu próximo experimento :)


¿Cómo puedo saber la velocidad que lleva la ISS si no puedo usar el GPS?

Como vimos en posts anteiores, cerca de la tierra la fuerza gravitacional que se ejerce sobre cualquier objeto es el producto de su masa por la gravedad (mg). Para poder tener un movimiento circular uniforme alrededor de la tierra, esta fuerza debe de ejercerse en el objeto dotándolo de una fuerza centrípeta igual a mv^2/r. Por tanto la condición para poder mantener una órbita estable debe de ser mg = mv^2/r, de esta forma la velocidad del satélite debe de ser;


Si llamamos g sub cero al valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de la tierra, donde el radio "r" es igual a "re", podremos conocer cual es la aceleración de la gravedad a cualquier distancia o radio "r" empleando la fórmula:

Usando las dos fórmulas anteriores, podemos ahora calcular la velocidad de un satélite que se encuentre a una distancia "r".


¿Por dónde anda la ISS ahora? 
para verlo en tiempo real: http://iss.astroviewer.net/

Más sobre el espacio:


4 comentarios:

  1. Manolo:

    Siendo el sistema europeo Galileo de naturaleza civil, a diferencia del GPS, ¿ tiene también limitaciones COCOM? O planteada la pregunta al revés, ¿tiene prevista o es posible darle aplicaciones militares?

    Un saludo.
    Pablo.

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    1. Hola Pablo, muchas gracias por tu comentario. Interesante pregunta desde luego. Pues verás, el sistema Europeo está pensado para uso civil. Las aplicaciones militares que pueda tener (seguro que las tiene) las desconozco, pero en principio su uso no es tan opaco como el del GPS. El sistema EGNOS con sus satélites para empezar podrán dar cobertura en casi cualquier condición. Por ejemplo, podrás tener señal dentro de un túnel, o dentro de un edificio, cosa que le GPS no puede hacer (de momento). Los Americanos montaron en cólera en su día porque el sistema usaba una frecuencia muy cercana a la que ellos usaban, se vieron amenazados por creer que esta frecuencia iba a interferir en su sistema y después de un litigio que ha durado años, por fin se ha podido dar luz verde a este sistema tan avanzado. Por lo que yo sé, nuestro sistema Europeo será superior en muchos aspectos al GPS, pero los Norteamericanos no quieren quedarse atrás y ya están poniendo en práctica nuevas funcionalidades para poder equipararse. Por ejemplo, hace poco que el GPS habilitó nuevas frecuencias en las bandas L5 y L2c para poder aumentar la precisión en el campo civil. Con todo todavía existen muchas dudas en el sistema Norteamericano. En cuanto tenga un poco más de tiempo a ver si pongo un post dedicado a todo esto.
      Un cordial saludo
      Manolo

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    2. Gracias Manolo por la respuesta, a ver si a no tardar puedo contribuir no sólo con preguntas.
      Un saludo.
      Pablo.

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  2. Manolo:

    Siendo el sistema europeo Galileo de naturaleza civil, a diferencia del GPS, ¿ tiene también limitaciones COCOM? O planteada la pregunta al revés, ¿tiene prevista o es posible darle aplicaciones militares?

    Un saludo.
    Pablo.

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