Tecnología del CSIC a bordo de la misión espacial para estudiar Júpiter

Representación de la sonda Juice./ ESA

La misión Juice de la Agencia Espacial Europea (ESA) despegó el viernes 14 de abril desde la Guayana Francesa para hacer observaciones detalladas de Júpiter y de tres de sus mayores lunas: Europa, Calisto y Ganímedes, al establecerse en órbita alrededor de esta última tras un viaje de ocho años. El objetivo es explorar las posibilidades de vida en dichas lunas, así como recabar datos sobre el origen de Júpiter.

Para ello, la misión está equipada con diez componentes de alta precisión. A la hora de diseñarlos se ha tenido en cuenta la intensa radiación en el entorno de Júpiter, en especial de iones pesados. Dos de los componentes, la cámara espectral Janus y altímetro láser Gala han sido desarrollados por el Instituto de Astrofísica de Andalucia (IAA-CSIC). En concreto, el componente Gala debe enviar un haz de infrarrojo hacia la superficie de Ganímedes y deducir del tiempo que toma detectar su reflejo la topografía del satélite joviano. Para su correcto funcionamiento, sus subsistemas electrónicos han de ir equipados con unos diodos de respuesta rápida y con alta resistencia a la radiación mencionada.

Esos componentes electrónicos han sido desarrollados en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), que los ha diseñado y producido en su Sala Blanca para Alter Tecnologies. Se trata de unos diodos de tipo Junction Barrier Schottky fabricados con carburo de silicio. La tecnología asociada al carburo de silicio, que es un semiconductor como el silicio, tiene elementos en común con la de este, pero es más compleja, aunque a cambio las prestaciones de los dispositivos que pueden fabricarse son superiores: resisten campos eléctricos más altos, densidades de corriente más intensas, temperaturas de operación más elevadas y ofrecen mayor resistencia a la radiación (protones, rayos gamma y también a iones pesados).

Con Juice ya son tres las misiones activas de exploración del Sistema Solar que incorporan dispositivos de carburo de silicio fabricados en el IMB-CNM. Las otras dos son la Bepi Colombo (lanzada en 2018, con destino a Mercurio) y la Solar Orbiter (lanzada en 2020, para el estudio de la heliosfera de nuestra estrella). En estos dos casos, se trata de diodos Schottky, especialmente diseñados para proteger los paneles solares de ambas sondas, que son los encargados de proveer de energía a toda la instrumentación de abordo. En esta aplicación prima la capacidad de estos dispositivos de funcionar en rangos extremos de temperatura (entre -170ºC y 300ºC). Cabe destacar que estos diodos han sido el primer dispositivo español incorporado al catálogo de componentes preferentes de la Agencia Espacial Europea (ESA Preferred Part List).