El hombre Electrónico
Electrónica Espacial Innovadora a llevado al hombre con el paso del tiempo y la necesidad de realizar investigaciones, y evolucionando diferentes ciencias, así la como la Electrónica que día a día evoluciona, ya que se pone de manifiesto en todas las demás ciencias o ramas de la economía y de la vida diaria. El hombre en su afán de descubrir nuevos planetas e investigar si existe vida, ha evolucionado constantemente la Electrónica con fines espaciales.
Válvulas termoiónicas
La Electrónica comienza su ascenso con la aparición de las válvulas termoiónicas o de vacío (tubos iluminados), en 1904. Con este dispositivo electrónico se diseñaron equipos para la ejecución de programas. Se diseñaron desde pequeños equipos portátiles hasta enormes computadoras para procesar información.
Así, poco a poco, el hombre diseñó nuevos aparatos o equipos que le permitirían realizar las operaciones de una forma más rápida y segura. La electrónica se convirtió en una ciencia imprescindible para poder desarrollar las demás ciencias.
Evolución y adelantos
Con la aparición del transistor en 1948, evolucionó considerablemente el diseño de máquinas o equipos que le permitirían al hombre realizar operaciones o trabajos más complejos. Se diseñaron dispositivos para la comunicación y recepción de información, para el transporte de mercancías y personas.
Mente innovadoras
El hombre diseñó aparatos para observar lo que a simple vista le era imposible, pero necesitaba no solo observar, sintió la necesidad de descubrir nuevos lugares. Así fue diseñando aparatos que le permitirían surcan los aires, llegar a otras regiones distantes, pero necesitaba llegar más allá del planeta tierra.
Por ello, diseñó naves espaciales con alta tecnología; primero envió dicha nave con animales, luego de varias pruebas esa nave fue tripulada por Yuri Gagarin, un cosmonauta ruso. Poco a poco desarrolló nuevas tecnologías las cuáles le permitió enviar naves no tripuladas que recopilarían datos e imágenes.
Estas imágenes se reciben gracias a los adelantos en la electrónica. En la actualidad un proyecto dirigido desde el Instituto Tecnológico de Georgia ha desarrollado un nuevo enfoque para la electrónica espacial que podría cambiar el modo en que son diseñados los vehículos y los instrumentos espaciales.
Innovación
Este enfoque innovador está basado en la tecnología del silicio-germanio (SiGe), de esta forma se pueden producir dispositivos electrónicos muy resistentes tanto a amplias variaciones de temperatura como a la radiación espacial. Las aleaciones SiGe combinan a escala nanométrica el silicio, el material más común de los microchips, con el germanio. El resultado es un material recio que ofrece ventajas importantes en cuanto a resistencia, velocidad y flexibilidad.
Características
Estas características son cruciales para la capacidad del silicio-germanio de funcionar en el espacio sin voluminosos escudos contra la radiación o dispositivos de control de temperatura que suelen consumir mucha energía. La electrónica SiGe puede proporcionar importantes reducciones en peso, tamaño, complejidad, consumo de energía y costo, así como incrementar la fiabilidad y la adaptabilidad. El método tradicional para proteger la electrónica espacial, desarrollado en los años sesenta, se basa en usar voluminosas cajas metálicas que protegen a dispositivos electrónicos más o menos convencionales de la radiación y las temperaturas extremas.
Componentes electrónicos
En el mejor de los casos, la mayoría de los componentes electrónicos cuenta con las especificaciones típicas de la electrónica militar, lo que significa que funcionan en un rango de temperaturas que abarca desde los 55 grados centígrados bajo cero hasta los 125 sobre cero. Sin embargo, la electrónica enviada más allá de la órbita terrestre se expone a temperaturas mucho más extremas, así como a más radiaciones perjudiciales. Los ciclos de temperatura en la superficie de la Luna varían entre 120 grados centígrados durante la fase más álgida del día lunar, hasta 180 bajo cero en plena noche.
La electrónica de silicio
La electrónica de silicio-germanio desarrollada por el equipo de Cressler ha demostrado que funciona fiablemente en todo el rango de temperaturas, desde 120 grados centígrados hasta 180 bajo cero. También es muy resistente o incluso inmune a varios tipos de radiación.
Además, la electrónica fabricada con esta aleación es más fiable y sencilla de adaptar. Y, por si todo ello fuera poco, su menor peso y el hecho de no precisar protecciones permiten disminuir el peso de las naves y con ello, el consumo de combustible. Todo esto hace pensar que, sin duda, el silicio germanio abre una nueva era para la electrónica espacial
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
La industria espacial motor para impulsar el desarrollo tecnológico global.
Con los avances que ha tenido la tecnología en los últimos años, las misiones de exploración espacial han podido llegar a lugares nunca antes alcanzados, como es el caso de la misión Curiosity, en la que un robot explora la superficie del planeta Marte.
Agencia Espacial Mexicana (AEM) de Electrónica Espacial Innovadora
Como parte de las actividades organizadas por la Agencia Espacial Mexicana (AEM) encaminadas a divulgar la ciencia espacial, se llevó a cabo el seminario Electrónica en el Espacio, impartido por Adriana Gómez Rosal, maestra en ciencias de la computación por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) y próxima a concluir la maestría en ciencia y tecnología espacial en la Universidad Tecnológica de Lulea, en Suecia.
Componentes electrónicos
Durante el seminario, la maestra Gómez Rosal explicó algunos de los factores más importantes que se deben tener en cuenta en el momento de elaborar componentes electrónicos para dispositivos que abandonen la Tierra, pues fuera de nuestro planeta las condiciones son inhóspitas. La radiación representa el factor más peligroso para los componentes en el espacio, pues iones y electrones pueden atravesar y dañar los circuitos electrónicos y hacer que funcionen de manera incorrecta, poniendo en riesgo las misiones.
Disminuir este riesgos
Para disminuir este riesgo, no se utilizan los componentes más pequeños disponibles, pues mientras menor sea el tamaño, mayor es la posibilidad de que la radiación los afecte. Aunado a eso, se colocan componentes en redundancia, es decir, componentes que realizan la misma función que el original y toman su lugar en caso de que falle.
Analogía
Mario Arreola Santander, Adriana Gómez Rosal y Carlos Duarte Muñoz. (analogía)
“Imagina que tienes una pelota de golf y una malla. Si el tejido de la malla es lo suficientemente separado, la pelota va a pasar sin tocar ningún tejido, pero si vas cerrando la malla aumentan las posibilidades de que la pelota toque los hilos”, dijo Gómez Rosal como analogía. Otro factor a considerar es la temperatura a la que se expondrán los componentes.En caso de que el dispositivo se encuentre a la sombra del planeta Tierra, las temperaturas pueden descender hasta los -300 grados Celsius, llegando a congelar los componentes; por otro lado, si se encuentra recibiendo la luz directa del Sol, el efecto es inverso, elevando la temperatura de manera dramática.
El tercer factor es la presión en Electrónica Espacial Innovadora
En el espacio las condiciones son de vacío, lo que puede originar que algunos materiales se volatilicen. Cabe aclarar que no solo se presenta una de estas condiciones, sino que se pueden combinar todas. Para garantizar el correcto funcionamiento de los componentes se les somete a una serie de pruebas replicando las condiciones a las cuales se van a enfrentar durante su utilización fuera de nuestro planeta. Una vez que un componente pasa satisfactoriamente las pruebas, se le destina a ser utilizado en una misión, pues ya se cuenta con la seguridad de que funcionará bajo ciertas condiciones.
En caso de falla
Existen diversas consecuencias para las misiones, como la pérdida de comunicación de la nave hacia el centro de comando en la Tierra, la pérdida de control desde el centro de comando hacia la nave o que los instrumentos se dañen y queden obsoletos. Entre los retos que se tienen que superar en la elaboración de componentes para misiones espaciales, está llegar a un equilibrio entre costos bajos de producción y que al mismo tiempo ofrezcan seguridad.
“Creo que sí vamos a llegar a un punto en el que se junten los costos bajos de producción y la calidad, porque finalmente hay muchos intereses en la carrera espacial, no solo científicos sino también comerciales”, puntualizó la investigadora.