Crean técnica para proteger satélites del efecto multipactor y sus daños
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en conjunto con la spin-off Nanostine, ha desarrollado un nuevo recubrimiento para proteger componentes satelitales del efecto multipactor.
Este efecto consiste en una descarga en avalancha de electrones que afecta a componentes de radiofrecuencia y microondas en vacío, como en el espacio, y puede ocasionar daños irreparables en dispositivos como antenas de comunicación.
Los resultados del recubrimiento, creado con la colaboración de la Agencia Espacial Europea (ESA), han sido publicados en Applied Surface Science y están protegidos por una patente.
- Efecto multipactor
- Nuevo recubrimiento nanoestructurado
- Características y ventajas
- Proceso de fabricación y validación
- Implicaciones y pasos futuros
Efecto multipactor
La ESA ha dedicado más de 40 años a buscar soluciones para mitigar los riesgos del efecto multipactor, aunque persiste la necesidad de desarrollar recubrimientos con mejor desempeño. Actualmente, la mayoría de los protectores usados en satélites contienen Alodine, un material que podría prohibirse por su toxicidad para la salud y el medio ambiente.
Según Lidia Martínez, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) del CSIC, las alternativas disponibles no cumplen con los estándares requeridos por la industria aeroespacial.
Nuevo recubrimiento nanoestructurado
El equipo investigador ha optado por modificar la rugosidad de la superficie a escala nanométrica, en lugar de trabajar a nivel micrométrico común en otras propuestas. Para esto, aplicaron un recubrimiento metálico de oro y plata compuesto por nanopartículas, fabricado mediante tecnologías de ultra alto vacío.
Este enfoque ha dado lugar a recubrimientos nanoestructurados que no solo reemplazan al Alodine, sino que superan sus características.
Características y ventajas
La ESA requería un material con bajo rendimiento en emisión de electrones secundarios, responsables del efecto multipactor. El recubrimiento desarrollado reduce esta emisión en un 30% comparado con Alodine.
Otro aspecto fundamental es la energía de corte, que define el nivel de energía de electrones incidentes desde donde se origina una producción creciente de electrones secundarios. En este punto, la nueva fórmula es hasta 300% más eficiente que los recubrimientos actuales, mejorando significativamente el desempeño en aplicación aeroespacial.
Proceso de fabricación y validación
La producción del recubrimiento utiliza tecnologías de ultra alto vacío, facilitando su implementación industrial. El desarrollo se realizó junto con Nanostine y bajo un programa de Doctorado Industrial en la Comunidad de Madrid, liderado por el investigador César Rodríguez-Castañeda.
La ESA ha colaborado a través del ESA Business Innovation Center con coordinación de la Fundación Madri+d en Madrid, garantizando que todos los ensayos se validaron en laboratorios oficiales de la Agencia.
Implicaciones y pasos futuros
Ya se solicitó la patente del recubrimiento, con un acuerdo de licencia para que Nanostine comercialice estos materiales principalmente en el sector aeroespacial.
Se estima que la investigación y validación completa para la aplicación espacial puede tardar cerca de una década. Aunque los resultados son prometedores y la ESA ha expresado satisfacción, continúan los trabajos para avanzar en cada etapa del proceso.