La diferenciación tecnológica como baza estratégica de SENER - Junio 2014 - No.47 /Al día

La participación de SENER en Solar Orbiter

Desarrollo de SENER para la misión Solar Orbiter.

Desarrollo de SENER para la misión Solar Orbiter.

La misión al Sol de la Agencia Espacial Europea (ESA), en colaboración con la NASA, representa la mayor adjudicación en la historia de Espacio de SENER, que está trabajando paralelamente en cinco contratos diferentes: el subsistema de antenas, el subsistema de filtros pasa-muros (feed throughs), el instrumento Boom y los instrumentos científicos EPD y So-Phi. Solar Orbiter será lanzado al espacio en 2017 y los profesionales de SENER trabajan en distintas fases para cumplir con los plazos de entrega de cada uno de estos proyectos a sus distintos clientes.

ANTENAS DE COMUNICACIONES

SENER es responsable de uno de los mayores contratos del satélite, el subsistema de las antenas de comunicaciones, que se verá expuesto a las extremas condiciones de radiación y temperatura, al ser un equipo localizado en el exterior del satélite. Es, por tanto, un trabajo de gran exigencia técnica, adjudicado a SENER tras su experiencia en sistemas de antenas similares para otras misiones espaciales, como BepiColombo, el satélite de exploración a Mercurio.

El subsistema de antenas incluye el reflector orientable de alta ganancia, la antena orientable de media ganancia y las dos antenas de baja ganancia. La antena de alta ganancia es la principal del satélite, empleada para la descarga de todos los datos científicos a la Tierra. La antena de media ganancia será utilizada como antena de back up. Por último, SENER suministrará las dos antenas de baja ganancia, de cobertura semi-omnidireccional, que permitirán al satélite mantener el enlace con la Tierra en aquellos casos en los que este haya perdido su orientación y no pueda apuntar ninguna de las otras antenas hacia nuestro planeta.

En estos momentos, el equipo de SENER lleva a cabo la fase de cierre de todas las actividades de diseño de detalle del subsistema y, en paralelo, acomete la calificación de todas las tecnologías críticas necesarias. También están en curso la fabricación, montaje y pruebas de modelos de ingeniería, estructurales térmicos y de calificación, con sus campañas de pruebas asociadas. Los resultados de estos modelos serán empleados en las revisiones críticas de diseño (CDR en sus siglas en inglés) de los subcontratistas y, finalmente, en la CDR del subsistema de antenas completo, para comenzar, en el tercer cuarto de 2014, las actividades de los modelos de vuelo.

SUBSISTEMA INSTRUMENT BOOM

Igualmente, SENER es responsable del subsistema Instrument Boom, que consiste en un mástil desplegable que porta cuatro instrumentos con una alta sensibilidad a los campos magnéticos y que sirve para alejarlos de las perturbaciones electromagnéticas generadas por los equipos del satélite durante su funcionamiento. El subsistema está compuesto por tres segmentos estructurales rígidos, dos mecanismos de despliegue y tres mecanismos de amarre en lanzamiento y, en su posición desplegada, alcanza los 4.4 m de longitud.

Instrument Boom ha pasado ya la revisión preliminar de diseño, aunque posteriormente se ha modificado la longitud de los mástiles y se ha eliminado uno de los sensores, en concreto el llamado EPD-STEIN, que ya no irá montado sobre el mástil. En estos momentos, SENER está fabricando el modelo de calificación, que se entregará al cliente en septiembre de 2014. Tras este hito, se llevará a cabo la producción del modelo de vuelo (FM en sus siglas en inglés), cuya entrega está prevista para junio de 2015.

FILTROS PASA-MUROS

SENER es también responsable del subsistema de feed throughs o filtros pasa-muros, que dotan al satélite de cubiertas protectoras (no herméticas) para los instrumentos de detección remota. La empresa ha fabricado y entregado ya la mayor parte de modelos de prueba o modelos dummy y está fabricando los modelos de calificación (EQM en sus siglas en inglés), cuya CDR está prevista en el primer semestre de 2014. Tras dicha revisión, comenzará la calificación de los filtros. La entrega de los FM está prevista para finales de 2014 / inicios de 2015. Una de las innovaciones tecnológicas del equipo de SENER en este proyecto ha sido la utilización de recubrimientos por la metodología de deposición física de vapor (PVD en sus siglas en inglés), que está dando resultados muy positivos.

EL INSTRUMENTO EPD

SENER también participa en dos de los instrumentos científicos embarcados. Uno de ellos es el instrumento que analiza partículas de alta energía, denominado ESPADA o EPD (Energetic and Suprathermal PArticle Detector Analizer), cuya oficina de investigación principal corresponde a la Universidad de Alcalá (España). SENER lleva a cabo para dicha institución la ingeniería de sistemas, la garantía de calidad y el asesoramiento en la ingeniería electrónica, mecánica/térmica y en el software.

EPD es un instrumento singular, ya que está compuesto por una unidad de control ICU (acrónimo inglés de Instrument Control Unit) que gestiona seis sensores de cuatro tipos diferentes: EPT (Electron Proton Telescope), HET (High Energy Telescope), SIS (Suprathermal Ion Spectrograph) y STEP (SupraThermal Electrons & Protons). En septiembre de 2013 se entregó el modelo térmico y estructural (STM, en sus siglas en inglés) de los sensores EPT y HET. Es reseñable que EPD fue el primer instrumento que entregó un modelo STM en Solar Orbiter.

SENER ha superado la revisión crítica de diseño (CDR) del EPD y trabaja ya en el modelo de ingeniería (EM), cuya entrega está prevista en julio de 2014. Le seguirán las pruebas del modelo EQM a finales de 2014 y la entrega del modelo de vuelo, prevista para julio de 2015.

EL INSTRUMENTO SO-PHI

El segundo instrumento científico de Solar Orbiter en el que participa SENER es So-Phi, una cámara de altísimas prestaciones cuyo objetivo es obtener imágenes de alta resolución y medidas en el disco solar (full-disk) del vector del campo magnético fotosférico y de la velocidad en la dirección de propagación (line-of-sight velocity), así como de la intensidad del continuo en el rango espectral visible. Gracias a la resolución y estabilidad de los mapas de velocidad obtenidos por So-Phi será posible investigar los fenómenos sísmicos del interior del Sol.

El instrumento So-Phi es responsabilidad del IAA (Instituto Astrofísico de Andalucía, en España), y en este proyecto SENER es responsable del apoyo a la ingeniería de sistema, de las tareas de calidad y fabricación y de las pruebas de todos los modelos de la unidad electrónica (e-unit) y de la cámara del correlador (CTC en sus siglas en inglés).

So-Phi pasó la revisión crítica de diseño CDR en 2013 y ya se ha entregado el modelo STM. SENER está fabricando el modelo de calificación, cuya finalización y suministro están previstos para septiembre de 2014. Como en el caso del instrumento EPD, el modelo de vuelo será entregado en junio de 2015.

Galería

Modelo STM del instrumento So-Phi durante las pruebas de vibración.  Misión Solar Orbiter ©NASA  Diseño del Instrument Boom  Diseño de la antena de media ganancia de Solar Orbiter

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