Nueva tecnología europea de refrigeración de antenas de espacio profundo
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Nueva tecnología europea de refrigeración de antenas de espacio profundo

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(infoespacial.com) Madrid.- La necesidad de la Agencia Espacial Europea (ESA) de conseguir una refrigeración próxima al cero absoluto en sus antenas de la Red de Espacio Profundo para las nuevas misiones ha permitido ahora generar en Europa una innovadora tecnología en este campo, que podrá ser ofertada a otras agencias espaciales de todo el mundo.

Según explica la ESA, para poder recibir las débiles señales de los satélites que exploran el Sistema Solar hace falta enfriar el receptor de las antenas hasta unos pocos grados por encima del cero absoluto. Las nuevas misiones de exploración como Gaia, BepiColombo o Juice listas para enviar grandes cantidades de datos científicos, han hecho necesario actualizar en este sentido las tres antenas de espacio profundo de la Agencia.

Las antenas de 35 metros de diámetro que la ESA tiene en Australia, España y Argentina utilizan un sistema de refrigeración criogénica para comunicarse con los satélites en banda X, en el rango de las microondas, al igual que los radares de tráfico. Estas frecuencias les permiten establecer un enlace de comunicaciones a través de unos 750 millones de kilómetros, el equivalente a la distancia entre el Sol y Júpiter.

“Era necesario actualizar los receptores de las estaciones para aumentar su sensibilidad”, explica Stéphane Halté, responsable del proyecto en el ESOC, el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA en Darmstadt, Alemania.

“Las estaciones de espacio profundo de la ESA fueron diseñadas para estar ‘preparadas para el futuro’, por lo que siempre se tuvo previsto mejorar su tasa de transferencia de datos en función de las necesidades de misiones como Juice”.

No obstante, para mejorar las prestaciones de las antenas hacía falta un circuito integrado muy específico – basado en el fosfuro de indio – que no se podía conseguir en Europa debido a las restricciones de comercio de tecnologías consideradas sensibles impuestas por las autoridades de Estados Unidos..

Así pués, se decidió el desarrollo de una versión europea de este circuito financiado por el Programa de Investigación Tecnológica de la ESA, en colaboración con el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH Zúrich) y con la Universidad Chalmers de Suecia.

Este circuito permite operar un amplificador de gran sensibilidad a temperaturas por debajo de los -253°C, unos 20°C por encima del cero absoluto.

“Al mejorar las prestaciones de las estaciones de espacio profundo, podremos aumentar un 20% el retorno científico de estas misiones”, explica Stéphane Halté

Esta mejora permite utilizar las antenas de 35 metros de la ESA como si tuviesen 40 metros de diámetro, lo que a su vez permite reducir la potencia de transmisión a bordo del satélite.

“Esta mejora es un claro beneficio para nuestros satélites en el espacio profundo, como los que ahora están explorando Marte y Venus y los que pronto viajarán a Mercurio, a los puntos de Lagrange y a Júpiter”, comenta Andrea Accomazzo, responsable de las operaciones de las misiones interplanetarias en el ESOC.

La última de las tres estaciones de la ESA, la de Cebreros en España, se terminó de actualizar el pasado mes de junio.

Potenciando la competitividad europea

Los centros de investigación involucrados en el desarrollo de este concepto han transferido la investigación a una empresa privada, Low Noise Factory, que ya comercializa esta nueva tecnología. Entre sus posibles clientes se encuentran los centros de radioastronomía y otras agencias espaciales.

La compañía Callisto France es la responsable de integrar el receptor criogénico. La Unión Europea y la región francesa de Midi-Pyrénées decidieron apoyar el trabajo de investigación y desarrollo de esta empresa, con el fin de garantizar un suministro europeo de varios tipos de amplificadores de bajo ruido.

“El transistor europeo de fosfuro de indio ya ha superado los ensayos de certificación para salir al espacio, demostrando la gran fiabilidad de esta tecnología. A partir de ahora se podría utilizar a bordo de satélites, en el subsistema de comunicaciones, o como parte de un instrumento científico, como el instrumento HiFi de Herschel”, concluye Halté.

“También hemos desarrollado otra versión del amplificador para frecuencias más altas, a 32 GHz. Esto permitirá aumentar todavía más la capacidad de retorno de datos de las futuras misiones espaciales”.



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