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28/11/2013

Proyecto para mejorar los sistemas de comunicación en satélites de la ESA

Un grupo de científicos, principalmente valencianos, acaba de ganar un contrato con la Agencia Espacial Europea (ESA) para llevar a cabo una investigación sobre el uso de nuevos materiales para la reducción del efecto Multipactor. El consorcio está liderado por la spin-off AURORASAT.
 



AUTOR: UV

El efecto Multipactor es un fenómeno producido por la generación de descargas electrónicas en condiciones de muy baja presión –tal como sucede en el espacio–, que puede darse en componentes para comunicaciones de microondas y que puede llegar a invalidar la comunicación con un satélite. El efecto multipactor se origina por la emisión secundaria de electrones –fenómeno físico que provoca una corriente electrónica indeseable– en un componente de microondas que está operando en régimen de alta potencia. El fenómeno se produce fundamentalmente ante la confluencia de varios factores: campos electromagnéticos muy intensos, generación de emisión secundaria de electrones propia de los materiales empleados en la construcción del componente de comunicación, y geometría del componente compatible con la generación de descargas, entre otros.

El estudio encargado por la ESA consiste en analizar y predecir dicho efecto en componentes de microondas que lleven materiales no estudiados minuciosamente hasta la actualidad, como es el caso de los materiales dieléctricos (aislantes) y los magnéticos, como las ferritas. A través de un estudio teórico y experimental, el proyecto analizará la viabilidad de diez tipos de materiales susceptibles de ser utilizados en el desarrollo de sistemas de comunicación de los satélites y naves espaciales.

Financiado íntegramente por la ESA con un presupuesto de 300.000 euros para un periodo de tres años, el proyecto se pondrá en marcha en diciembre de la mano de un consorcio liderado por la empresa Aurorasat, una spin-off de las dos universidades públicas de la ciudad de Valencia, dedicada al desarrollo de herramientas para el diseño de componentes de microondas. Junto a la empresa, fundada por Benito Gimeno y Vicente E. Boria, del Instituto de Ciencia de los Materiales de la Universitat de València y del Grupo de Aplicaciones de Microondas (Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia - iTEAM) de la Universitat Politècnica de València, respectivamente, completan el consorcio el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), del CSIC, la Universidad de Cantabria y el Val Space Consortium (VSC).

“El estudio del multipactor es fundamental para las agencias espaciales por el impacto que este fenómeno podría ejercer sobre los sistemas de comunicación de los satélites, pudiendo llegar a distorsionar la transmisión de datos y, en caso extremo, incluso perdiendo la comunicación con el mismo satélite”, comenta Benito Gimeno. “El estudio de los materiales permite explorar nuevos sistemas de mejora para la reducción de este efecto indeseado que tanto preocupa a las agencias espaciales”.

El Instituto de Ciencia de los Materiales de la Universitat de València, a través del Grupo de Semiconductores y Fibras Ópticas, se encargará del estudio experimental de la emisión secundaria de electrones en distintos materiales, así como del desarrollo de un algoritmo de simulación para el estudio teórico del multipactor. El Grupo de Aplicaciones de Microondas de la Politècnica diseñará y construirá, con los nuevos materiales, componentes de microondas para testear la existencia de multipactor. Y el VSC será el encargado de llevar a cabo los experimentos. Participarán en los trabajos el ICMM y la Universidad de Cantabria. Con más de cuarenta artículos sobre multipactor en revistas y congresos nacionales e internacionales, durante los últimos ocho años, este consorcio público-privado se sitúa en primera línea de investigación internacional en sistemas de comunicación para satélites.
 


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Por otro lado, a finales de noviembre se producía el lanzamiento del satélite OPTOS con la colaboración en óptica experimental de dos investigadores del Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) de la UPV, David Barrera y Salvador Sales.

 

Puesto en órbita el pasado jueves 21 de noviembre siguiendo el estándar CubeSAT 3U que permite integrar un elevado número de experimentos científicos en una plataforma de dimensiones muy reducidas (10x10x34'5 cms, con un peso de 3'8 kg), el satélite del Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial OPTOS lleva a bordo ensayos en tres campos: magnetismo, radiación y óptica.

 

Es en esta última materia, en un experimento sobre el diseño de sensores fotónicos de medición de temperatura y tensión estructural basados en redes Bragg sobre fibra óptica, en la que Barrera y Sales han aplicado técnicas novedosas en el desarrollo de los sensores y sus sistemas de interrogación.



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