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VAL SPACE CONSORTIUM

Así se escribe la biblia de la radiofrecuencia espacial

La Universitat de València y la Politécnica albergan el mejor laboratorio del mundo en radiofrecuencia espacial de alta potencia

14/11/2021 - 

VALÈNCIA.- Dicen que de los errores se aprende pero, según en qué situaciones, no hay margen para dar rienda suelta a este mantra. Y esto lo tienen grabado a fuego en el sector espacial, donde un fallo en los componentes de un satélite puede tirar por tierra una misión millonaria, algo que a pesar de los avances todavía sucede cuando no se han tomado las debidas precauciones. Movimientos que deben reducir a la mínima expresión el margen de error y en los que se debe analizar al milímetro las herramientas a bordo, para que el cometido de dicha operación no se vaya al traste y se pierdan cantidades ingentes de dinero y años de trabajo.

Entre las crisis más recientes, la pérdida el pasado año del cohete Vega, enmarcado en la misión española Ingenio. En esta ocasión, las conexiones incorrectas en un sistema de control del cohete junto a una serie de fallos en las revisiones posteriores llevaron a su pérdida. Una operación que ascendía a 200 millones de euros y con doce años de trabajo a la espalda. En este marco de supervisión y comprobación, especializado al nivel de la precisión que se necesita en la industria aeroespacial, València tiene un papel esencial, concretamente en el área de los satélites. 

Y es que, oculto en la Universitat Politècnica (UPV) y la Universitat de València (UV), se encuentra el Val Space Consortium, un consorcio espacial made in Valencia puntero a nivel mundial en alta potencia en radiofrecuencia. Un equipo de más de una decena de especialistas inmerso en comprobar y revisar que los componentes de telecomunicación incorporados en los satélites funcionan de forma correcta y pueden transmitir a la Tierra toda la información captada en el exterior. 

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Al frente del ente durante más de una década, el ingeniero y doctor en Telecomunicación Vicente Boria, responsable en gran parte de tener este oasis espacial en València. Prácticamente desde su nacimiento, el consorcio está vinculado a la Agencia Espacial Europea (ESA), concretamente a su División de Cargas Útiles y Tecnologías de Radiofrecuencia. «En los años 80, la ESA creó un laboratorio de Alta Potencia en Radiofrecuencia en Holanda para apoyar un proyecto espacial que necesitaba este tipo de servicio, el ERS-1», explica David Raboso, director de los laboratorios de la agencia en València. «Empezó a tener mucho éxito a nivel europeo por ser útil para muchas industrias y, en 2009, la agencia europea decidió externalizarlo para ofrecer una mayor capacidad de apoyo y servicio a Europa», recuerda.

La limitación de espacio y personal llevaron al organismo a buscar un aliado con materia gris en el área y, las universidades parecían el asociado perfecto. Fue entonces cuando decidieron sacar a concurso público la cogovernanza de dicho proyecto, que venía como anillo al dedo al equipo de la UPV. Y es que Boria se formó en la ESA durante un par de años (realizó allí su tesis doctoral) y, al volver a la universidad, puso en marcha un grupo de investigación que ya colaboraba con Europa y fue el germen del actual laboratorio. 

Para acudir a esta convocatoria, el equipo de la UPV sumó un grupo de investigación especializado en Física Aplicada de la Universitat de València (dirigido por el profesor Benito Gimeno) con el que ya colaboraban, y recogió el apoyo institucional de la Generalitat y el Ayuntamiento de València. Finalmente, la ESA confió en la propuesta valenciana para la gestión conjunta del laboratorio, que en 2010 empezó su andadura. Un contrato con una duración de cinco años y que ya suma dos prórrogas.

Más potencia 

Pero ¿a qué se dedica este laboratorio? «Los satélites precisan cada vez transmitir más potencia de radiofrecuencia para las comunicaciones— explica Raboso—. Nosotros garantizmosa que los sistemas de radiofrecuencia más potentes puedan operar de forma segura en el espacio, sin sufrir los efectos devastadores que se producen cuando operan en el vacío», señala. Y es que, en la UPV, se testea con cámaras de vacío equipos de telecomunicación como cables, antenas, filtros o diplexores que van embarcados en los satélites para definir desde cómo mejorar el diseño a cómo permitir que pueda transmitir mayor potencia de radiofrecuencia para tener más ancho de banda o más canales. Por otro lado, el laboratorio de la UV está más enfocado al estudio de los materiales con los que se fabrican estos equipos de telecomunicación. 

En este marco, trabajan en todo tipo de satélites, desde telecomunicaciones a observación de la Tierra o de navegación. «Por ejemplo, queremos que los satélites de telecomunicaciones cada vez permitan tener más canales, que haya más definición o poder retransmitir en directo las olimpiadas desde Japón a alta resolución»— apunta—. Todo eso se transmite con más potencia y con eso nos chocamos. Así, en este laboratorio, certificamos si las piezas pueden embarcarse y descartamos posibles anomalías en el vuelo, las cuales son casi siempre imposible de resolver una vez lanzados a su órbita», añade. También hay otras cuestiones, como la navegación. «Si utilizas el GPS que hay en tu móvil pero te metes en un edificio pierdes la señal o la precisión, y eso se soluciona aumentando la potencia de transmisión en los satélites de la flota Galileo».

Efectivamente, aunque el Val Space Consortium ha colaborado en decenas de misiones con la ESA, algunas destacables son el perfeccionamiento de los satélites de la constelación Galileo, diseñada para envolver el planeta de forma continuada con señales de navegación precisas. También la actuación BepiColombo, donde el laboratorio garantizó que la antena de radiofrecuencia de la nave funcionará a las temperaturas de la órbita de Mercurio, de en torno a 400 °C. «Intenta poner un teléfono a 450 grados: se deshace. Esa nave hubo que hacerla de titanio y nunca habíamos ensayado nada con este material, por lo que tuvimos que adelantarnos al no saber los problemas que podía ocasionar», reconoce el investigador.

Estos ensayos se basan en introducir el componente espacial en la cámara de vacío, donde se simula el espacio exterior en vacío, radiación y temperatura. «De repente mucho frío, de repente mucho calor. Se inyectan electrones, partículas que están presentes en el espacio y, se pone en funcionamiento el componente con la señal que va a tener en el satélite. Lo testeamos y vemos si en esas condiciones va a funcionar bien en el espacio», explica Boria. La labor es crítica para todas las misiones, ya que todos los satélites, con independencia de la finalidad, deben transmitir información (señales) a la Tierra. «Si eso falla, da igual que los radares del cambio climático estén funcionando, porque no se puede mandar la información; el satélite o nave se queda mudo», insiste.

El laboratorio tiene dos vertientes. Por un lado, una línea destinada a la investigación y el desarrollo tanto de proyectos que financia la ESA como de otras entidades. «Validamos prototipos, hacemos pruebas de concepto y generamos publicaciones», explica Boria. La otra actividad es la validación de los componentes de vuelo que van a ir dentro de un satélite de verdad. «No se prueba todo lo que hay en un satélite, sino lo que a priori se ha considerado más crítico», señala Raboso. En todo caso, prácticamente toda la industria aeroespacial europea vinculada a las radiofrecuencias y las telecomunicaciones acaba en ellos. «Han pasado más de cincuenta empresas y entidades del sector, también agencias espaciales como las de Estados Unidos o Argentina», reconoce.

A nivel técnico el trabajo es muy exigente porque es one shot. «No tenemos oportunidad de subir a reparar el satélite. En la aeronáutica, el avión puede subir y bajar las veces que haga falta y hacer cambios. Sin embargo, aquí, cuando sale el cohete, no hay forma de hacer modificaciones—señala—. Los estándares que se aplican son muy exigentes y se necesita una especialización muy grande».

Mientras, en la parte de investigación, se enfrentan al desafío de trabajar con señales más realistas a la hora de hacer las comprobaciones. «Ahora, la idea es hacer medidas con señales reales que incluyen la información que se maneja, lo que supone que la predicción de los problemas potenciales sea más realista ya que la información es más cercana a la realidad— explica David Argilés, gerente del consorcio—. Hasta hace poco se manejaban señales sinusoidales muy puras que viajan sin la información incorporada».

En todo caso, Raboso insiste en la gran responsabilidad que suponen estas revisiones. «Si yo firmo que un componente puede volar bajo determinadas condiciones, eso vuela. Si falla ahí arriba, a una altitud de 36.000 kilómetros, no se puede reparar y el coste en dinero y tiempo del satélite es demasiado elevado como para tomar riesgos. Ese satélite va a funcionar quince años día y noche sin parar, y yo me tengo que asegurar de que no se va a fallar ahí arriba», recalca. 

El mejor laboratorio del mundo

La unión del Val Space Consortium y la ESA se ha convertido en una referencia mundial y el nivel es tal que incluso contribuyen a la elaboración de los estándares europeos y organizan la mayor conferencia mundial sobre el tema que, por cierto, se celebra en València. «En calidad de ensayos, diagnóstico y  know-how, este es el laboratorio más puntero en el mundo y no hay otro mejor en Europa ni en Asia ni en America», asegura Raboso. ­«De este laboratorio sale la información más relevante para la redacción de los estándares ECSS (cooperación europea para la estandarización del espacio), que son la biblia de todo ingeniero espacial y una referencia mundial», reconoce.

Reducciones en los márgenes de seguridad para ayudar a la industria, mejoras técnicas en las medidas o avances en las técnicas de predicción y diagnóstico son algunos de los avances de los últimos años que, en 2021, han dado lugar a un nuevo estándar impulsado desde este laboratorio  bajo las normas ECSS. «Es una disciplina que no está en los libros de las universidades y, es tan específica y crítica, que tenemos que formar al personal durante años», reconoce el responsable de la ESA en València. «Estás en una conferencia en otro lado del mundo y salen unos alemanes, franceses, ingleses o italianos a presentar su artículo. quinientas personas escuchando, y en la complicada parte experimental te dicen que los ensayos se han hecho en el laboratorio de València. Mientras, en la misma conferencia, te aparecen cinco o seis industrias espaciales punteras, mencionando también a la ciudad», se enorgullece.  «Era inimaginable hace diez años que la Comunitat Valenciana destacara en esta disciplina experimental tan compleja del sector aeroespacial», señala Boria.

El apoyo institucional ha estado presente desde el primer momento. «Si la parte de la propuesta técnica emanaba desde las universidades, entendimos que era bueno presentarse con un consorcio que implicara a la parte institucional, y que así le diera mayor estabilidad y sostenimiento a la propuesta», reconoce Argiles. Si bien es cierto que el proyecto lo lideran las universidades de València, también colaboran con grupos de investigación de las de Alicante, Castellón y Elche. 

A día de hoy, dependen de la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital como parte del sector público instrumental de la Generalitat, lo que les permite participar en propuestas y solicitudes de las administraciones. «Probablemente, si no fuéramos administración pública, no podríamos hacer el trabajo que hacemos con la ESA, porque al final estamos evaluando técnicamente las soluciones que están desarrollando empresas europeas que compiten a su vez por contratos de la agencia para fabricar satélites», señala Argiles. Y es que, el ser un ente neutro sin intereses ha facilitado la labor que desempeña con un alto nivel de confidencialidad.

«En convocatorias públicas de infraestructuras también hemos podido aplicar como consorcio y hemos sido capaces de conseguir financiación en el marco de la administración pública en procesos con competencia. También estamos presentes en proyectos europeos y hemos podido integrarnos en diversos consorcios internacionales», apunta Boria, quien explica que a día de hoy su presupuesto anual gira en torno al millón de euros, del que un 80% llega de la colaboración con la ESA. «Estamos encantadísimos con el partnership con València y nuestra intención es la de continuar indefinidamente», asegura el responsable de la ESA en el laboratorio. De València al espacio. 

* Este artículo salió publicado en el número 85 (noviembre 2021) de la revista Plaza

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