La próxima misión satelital argentina para el estudio de los océanos, denominada SABIA-Mar, avanza en su fase de fabricación. La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) ya entregó a la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) dos de los cuatro paneles solares que llevará a bordo el equipo, sobre los cuales se realizaron nuevas pruebas para someterlos a las condiciones ambientales que deberán afrontar en el espacio.

Los paneles solares son un componente vital para las misiones espaciales porque obtienen energía eléctrica a partir de la radiación y garantizan el funcionamiento de los instrumentos durante toda su vida útil. Además, el satélite cuenta con una batería que almacena energía para usarla cuando pasa por detrás de la sombra que proyecta la Tierra.

“Los módulos fotovoltaicos de este satélite son el proyecto de mayor envergadura en el cual estamos trabajando”, afirma Hernán Socolovsky, jefe del Departamento Energía Solar de la CNEA. La misión se enfoca en el estudio de los mares a nivel global, especialmente en las regiones costeras de Argentina y Sudamérica. Su lanzamiento está previsto para principios del 2025.

El sistema que volará en el SABIA-Mar consta de cuatro paneles que miden 1,80 x 1,20 metros y pesan 12 kilos. En total cuenta con una superficie de 10 metros cuadrados y 2400 celdas que generarán una potencia de 2400 watts.

Mayor eficiencia

La CNEA está involucrada en el desarrollo de tecnología fotovoltaica para uso espacial hace más de 25 años. En 1998 realizó un experimento con celdas solares de silicio que volaron en una misión y luego elaboró los paneles de los satélites SAC-D/Aquarius y SAOCOM 1A y 1B, lanzados entre 2011 y 2020. Sin embargo, la tecnología de fabricación implementada en el SABIA-Mar utiliza otras de mayor eficiencia, que proveen un ocho por ciento más de potencia.

“Dos de estos paneles ya fueron finalizados y enviados al Centro Espacial de la CONAE en Córdoba para hacer los ensayos de ciclado térmico en vacío”, sostiene Socolovsky. Esta prueba permite colocar a los paneles, con las celdas y el cableado eléctrico, a las temperaturas y a la presión que habrá en el espacio para ver cómo se comportará la estructura y las conexiones, y verificar los requerimientos necesarios para que pueda volar.

“Los otros paneles aún están en el laboratorio de la CNEA en una etapa muy avanzada. Sólo falta hacer la medición eléctrica para verificar que generan la potencia para los cuales fueron dimensionados. En uno o dos meses estarán siendo enviados a la CONAE”, agrega.

Celdas locales

Las celdas solares generan electricidad a partir de la luz del Sol y pueden tener aplicaciones terrestres o espaciales. Aunque en la actualidad la CNEA utiliza las comerciales para construir los paneles, el organismo planea autoabastecerse de este insumo clave tras desarrollar la primera celda nacional de uso espacial.

“Para las espaciales deben cumplir requisitos como la alta eficiencia, para proveer potencia a todos los instrumentos del satélite donde están instaladas, y resistencia al daño por radiación, dado que en el ambiente espacial hay partículas cargadas que pueden dañarlas. Además, no deben degradarse por otros factores y tienen que ser estables en el tiempo”, cuenta Marcela Barrera, física del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología que depende de la CNEA y el Conicet.

En este sentido, los semiconductores III-V reúnen todas esas características. Uno de ellos es el arseniuro de galio, un compuesto que también es utilizado para fabricar circuitos integrados, diodos de emisión infrarroja y otros dispositivos nano y micro electrónicos. “Les hicimos mediciones eléctricas y funcionan, se comportan como una celda solar. Ahora buscamos introducir mejoras en el proceso de fabricación para optimizar sus parámetros eléctricos”, detalla Barrera.

Primeras exportaciones

El Laboratorio del Departamento de Energía Solar de la CNEA es único en Argentina y referente en América Latina. Integra el trabajo de 30 personas entre investigadores, ingenieros, técnicos y becarios, de los cuales un tercio están dedicados a la integración de paneles espaciales.

Desde 2012 también trabajan en cooperación con empresas privadas del sector espacial, como Satellogic e Innova Space. Esta última pyme, de origen marplatense, realiza sus primeras pruebas para establecer una constelación de pico satélites que pesan menos de un kilo. Hasta el momento, lanzaron cinco de estos artefactos al espacio, cuyos paneles solares fueron fabricamos por la CNEA.

Otra de las actividades que se llevan a cabo en la Comisión es el desarrollo de sensores solares de posición que le permiten al satélite saber exactamente su orientación con respecto a los rayos del Sol. Todas las misiones científicas argentinas desde SAC-D fueron provistas con estos equipos que se fabrican íntegramente en el Centro Atómico Constituyentes, ubicado en el conurbano bonaerense.

Además, en 2022 se logró la primera exportación de tecnología espacial a la Comunidad Europea con una venta de estos sensores a una empresa italiana. En este sentido, el objetivo actual de la Comisión Nacional de Energía Atómica es realizar nuevas operaciones de mayor envergadura a ese mercado y crecer a nivel internacional.