El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con la spin-off Nanostine, ha desarrollado un innovador recubrimiento destinado a proteger los componentes de satélites del efecto multipactor. Este fenómeno, que se manifiesta como una peligrosa descarga en avalancha de electrones, puede causar daños irreparables en dispositivos críticos como las antenas de comunicación, especialmente en el vacío del espacio.
Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Applied Surface Science y el desarrollo está respaldado por una patente. La Agencia Espacial Europea (ESA) ha colaborado estrechamente en este proyecto, que busca mitigar los riesgos asociados al efecto multipactor, un desafío que la ESA ha estado abordando durante más de 40 años.
Nueva solución para un viejo problema
A pesar de los esfuerzos realizados hasta ahora, no se había logrado un recubrimiento óptimo. Según Lidia Martínez, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), “la mayoría de los recubrimientos protectores actuales utilizan Alodine, que es perjudicial para la salud y el medio ambiente”. Por ello, se busca una alternativa más segura y eficaz. Las soluciones propuestas hasta la fecha no han cumplido con las exigencias del sector aeroespacial.
El equipo del ICMM ha desarrollado una solución innovadora que modifica la rugosidad superficial a nivel nanométrico. Utilizando un recubrimiento basado en nanopartículas de oro y plata fabricadas mediante dispositivos de ultra alto vacío, han conseguido crear recubrimientos metálicos nanoestructurados que no solo reemplazan al Alodine, sino que ofrecen mejores prestaciones.
Características destacadas del nuevo recubrimiento
La ESA requería un material con características específicas: un bajo rendimiento en la emisión de electrones secundarios, que son responsables del efecto multipactor. El nuevo recubrimiento reduce esta emisión en un 30% respecto al Alodine. Además, otro aspecto crucial es la energía de corte; este nuevo material es un 300% más eficiente que las alternativas actuales. “No solo solucionamos el problema existente, sino que mejoramos lo que ya hay”, afirma Martínez.
La fabricación del recubrimiento es viable a nivel industrial gracias al uso de tecnologías de ultra alto vacío. Este proceso se ha llevado a cabo junto a la spin-off Nanostine y con apoyo del programa de Doctorado Industrial de la Comunidad de Madrid dirigido por César Rodríguez-Castañeda.
Colaboración y futuro comercial
La ESA también ha participado a través del ESA Business Innovation Center, lo que ha permitido al equipo trabajar directamente con las necesidades de la Agencia. Todos los ensayos de validación se realizaron en laboratorios homologados por la ESA.
Actualmente, se ha solicitado una patente conjunta entre el CSIC y Nanostine para comercializar estos recubrimientos enfocados principalmente al sector aeroespacial. Sin embargo, el camino hacia su implementación en el espacio es largo: “la investigación para llevar un recubrimiento al espacio puede tardar alrededor de una década”, concluye Martínez. A pesar del tiempo requerido, los resultados obtenidos son prometedores y cuentan con el respaldo positivo de la ESA.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es el efecto multipactor?
El efecto multipactor es una peligrosa descarga en avalancha de electrones que ocurre en componentes de radiofrecuencia y microondas cuando están en vacío, como el que hay en el espacio, provocando daños catastróficos e irreparables en dispositivos como antenas de comunicación.
¿Quién desarrolló la nueva técnica para proteger los satélites?
La nueva técnica fue desarrollada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en colaboración con la spin-off del CSIC, Nanostine.
¿Cuál es la principal ventaja del nuevo recubrimiento?
El nuevo recubrimiento no solo sustituye al Alodine, que es perjudicial para la salud y el medio ambiente, sino que también tiene mejores prestaciones, disminuyendo la emisión de electrones secundarios en un 30% y siendo un 300% más eficiente en términos de energía de corte.
¿Cómo se fabrica el nuevo recubrimiento?
La fabricación del recubrimiento se realiza con tecnologías de ultra alto vacío, lo que facilita su implementación a nivel industrial. Se utiliza una composición basada en nanopartículas de oro y plata con una modificación de la rugosidad superficial a nivel nanométrico.
¿Qué pasos quedan por delante para llevar este recubrimiento al espacio?
Aún queda mucho trabajo por hacer; se estima que la investigación para llevar un recubrimiento al espacio puede tardar alrededor de una década. Aunque los resultados son prometedores y han recibido satisfacción por parte de la ESA, se deben seguir todos los pasos necesarios para su validación y comercialización.
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