encuentros con la cienciaEstos expertos analizan cómo influyen las radiaciones en los circuitos electrónicos.Mediante simulaciones informáticas y pruebas en aceleradores <strong>de</strong> iones averiguanqué fallos pue<strong>de</strong> tener <strong>un</strong> dispositivo que viaje en <strong>un</strong>a misión al espacio.«Los daños <strong>de</strong> la tecnologíaespacial se producirántambién en coches y aviones»CarolinaMoya¿Qué comparten la tecnologíaespacial y aquella que se utilizaen objetos cotidianos?Miguel Ángel Aguirre (MAA): Enlo que se a sistemas electrónicosse refiere, no existe <strong>un</strong>a fronteraclara entre la tecnología espacialy aquella que no lo es. Sí po<strong>de</strong>mosprecisar que, para el espacio, contamoscon <strong>un</strong>a electrónica másfiable y robusta ante entornos máshostiles, pero no hay diferencia enla tecnología, sino que cambianlas condiciones. Estos sistemassufren <strong>un</strong>a <strong>de</strong>gradación progresivapor los daños sufridos en cadaimpacto <strong>de</strong> partículas energéticas,lo que lleva a que, con el tiempo,<strong>de</strong>jen <strong>de</strong> f<strong>un</strong>cionar. Por otra parte,la radiación instantánea fuera <strong>de</strong>nuestro planeta afecta a la electrónicaen forma <strong>de</strong> posibles corrupciones<strong>de</strong> la información que estáprocesando.Yolanda Morilla (YM): A<strong>de</strong>más,en el espacio no hay nadie para repararel dispositivo si falla. Primerola tecnología avanza en el ámbitoespacial y, cuando se quedancasi obsoletas en este sentido, comienzana utilizarse en la Tierra.MAA: En el espacio, se opta porequipos con tecnologías y diseñosmuy maduros, porque es más importantela fiabilidad en equiposque han <strong>de</strong>mostrado su efectividad,que la novedad <strong>de</strong> otros quepue<strong>de</strong>n resultar arriesgados.YM: Sin embargo, los avances tecnológicosque originariamente seplantean para el espacio se adaptanluego a la sociedad cotidiana.MAA: En general, la tecnologíaespacial está pendiente <strong>de</strong> la civilpara ver lo que pue<strong>de</strong> aprovechar.Por ejemplo, en el campo <strong>de</strong> loscomponentes electrónicos hay <strong>un</strong>gran interés por comprobar hastaqué p<strong>un</strong>to los dispositivos convencionalesque utilizamos se pue<strong>de</strong>ntrasladar a la tecnología espacial.Esto se <strong>de</strong>be a la enorme inversiónen fiabilidad, que eleva el coste <strong>de</strong>“En el espacio, se opta por equipos basados en tecnologíasmuy maduras: es más importante la fiabilidad que la novedad.”Miguel Ángel Aguirrelos componentes para el espacio<strong>un</strong>as cien veces con respecto a susequivalentes terrestre.Trabajan con circuitos integrados<strong>de</strong>stinados al espacio¿dón<strong>de</strong> se colocan y para quésirven?MAA: Trabajamos con circuitos digitales,que son los habituales enel espacio por su coste y fácil protecciónfrente a radiación, nuestroprincipal obstáculo. Ahora se tien<strong>de</strong>a utilizar tecnologías programablesy esto nos plantea retos. Setrata <strong>de</strong> diseñar dispositivos muygenéricos -que se pue<strong>de</strong>n utilizaren naves, por ejemplo- y en los queno sólo se programa <strong>un</strong> software,es <strong>de</strong>cir, la secuencia <strong>de</strong> ór<strong>de</strong>nes<strong>de</strong> las operaciones, sino que configurasel hardware, la arquitectura<strong>de</strong>l propio procesador. Así se configuranprocesadores específicospara <strong>de</strong>terminadas operaciones.Por ejemplo, los sistemas motricesen los robots marcianos <strong>de</strong> la NA-SA Spirit y Opport<strong>un</strong>ity, gracias aque tenían tecnologías programables,se han reconfigurado <strong>de</strong>s<strong>de</strong>tierra cuando han empezado a darproblemas.YM: Trabajo en irradiación, ayudamosa los grupos <strong>de</strong> investigación aprobar diferentes dispositivos quevan a ser embarcados en misionesespaciales. La i<strong>de</strong>a es aplicar radiacióna componentes electrónicos,blindajes y otros dispositivos:sensores, fibras ópticas utilizadasen <strong>de</strong>tectores, fotodiodos, celdassolares <strong>de</strong> los satélites...¿En qué consiste el proceso <strong>de</strong>irradiación?YM: Sea el objeto que sea la metodologíaes similar. La diferenciaestá en que si se trata <strong>de</strong> <strong>un</strong> dispositivoy se quiere comprobar <strong>un</strong>fallo <strong>de</strong> f<strong>un</strong>cionamiento, el aparato52 • Andalucía Innova
Yolanda Morilla.Investigadora <strong>de</strong>l Centro Nacional<strong>de</strong> AceleradoresMiguel Ángel Aguirre.Investigador <strong>de</strong>l grupo IngenieríaElectrónica <strong>de</strong> la Universidad <strong>de</strong> Sevilla<strong>de</strong>be operar durante la irradiación.Es lo que se <strong>de</strong>nominan ensayosin vivo. Otro tipo <strong>de</strong> materialeso incluso esos mismos dispositivospue<strong>de</strong>n someterse a ensayos <strong>de</strong>irradiación <strong>de</strong> soporte, es <strong>de</strong>cir, <strong>de</strong>fallos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradación completa <strong>de</strong>lmaterial en sí.MAA: Lo que buscamos es concentraren <strong>un</strong> espacio <strong>de</strong> tiempo cortola radiación que el dispositivo recibiríaen toda su vida útil.¿Cómo se consigue?YM: Por ejemplo, po<strong>de</strong>mos aplicaren diez minutos la dosis <strong>de</strong> protonesque <strong>un</strong> dispositivo va a recibiren diez años. Con el acelerador<strong>de</strong> partículas se obtiene <strong>un</strong>a sonda<strong>de</strong> partículas con <strong>un</strong>a energía<strong>de</strong>terminada. El sistema <strong>de</strong> aceleraciónconsta <strong>de</strong> <strong>un</strong>a fuente paragenerar los iones, que pasamospor el acelerador para dotarlos <strong>de</strong><strong>un</strong>a u otra energía. Al pasarlos porlos canales y lentes magnéticas, seobtiene <strong>un</strong> haz <strong>de</strong> iones, que pue<strong>de</strong>tener <strong>un</strong> tamaño <strong>de</strong> micras hastamilímetros o centímetros. Se ha-ce incidir sobre el dispositivo o elmaterial, lo que llamamos blanco.Situamos este objetivo al final <strong>de</strong><strong>un</strong>a línea sobre <strong>un</strong> portamuestras,que se pue<strong>de</strong> mover y rotar, paraposicionar el p<strong>un</strong>to <strong>de</strong> impacto y/omodificar los ángulos <strong>de</strong> inci<strong>de</strong>ncia.Cuando el haz penetra en elmaterial comienzan a producirsefenómenos <strong>de</strong> interacción entrenúcleos y electrones. Dependiendo<strong>de</strong> la órbita en la que vaya a operarel dispositivo, tenemos que <strong>de</strong>positar<strong>un</strong>a dosis u otra, ya que cadaórbita cuenta con <strong>un</strong>os niveles <strong>de</strong>radiación distintos.MAA: En el CNA no po<strong>de</strong>mos realizarvalidación como en los gran<strong>de</strong>saceleradores, sin embargo po<strong>de</strong>mosacometer estudios muy específicospara <strong>de</strong>terminadas situaciones.Por ello, no hemos elegidopara los experimentos el circuito,sino zonas específicas <strong>de</strong>l mismo.¿Cómo <strong>de</strong>ben ser los materiales<strong>de</strong> los circuitos que viajan alespacio?YM: Materiales que aporten <strong>un</strong> menortamaño y peso, así como resistenciaespecialmente en los blindajes,que soporten radiación ycambios extremos <strong>de</strong> temperatura.“Dependiendo <strong>de</strong> la órbita en la que vaya a operar eldispositivo, tenemos que <strong>de</strong>positar <strong>un</strong>a dosis u otra <strong>de</strong> iones.”Yolanda MorillaMAA: La metodología <strong>de</strong> construccióndifiere <strong>de</strong> los circuitosconvencionales, pero se parecenbastante. Los encapsulados y losblindajes sí son distintos, porqueen el espacio hay vacío y apareceel problema <strong>de</strong> disipación <strong>de</strong> calor.Los dispositivos electrónicos en laTierra están ro<strong>de</strong>ados por aire yéste se encarga <strong>de</strong> refrigerarlos.Pasa a la página 54NÚMERO 22 • 53