Los datos de Marte llegan a la Tierra gracias a "un diseño recurrente" 'made in Spain'

Ocho años después de que el Curiosity, el rover de la misión Mars Science Laboratory de la NASA, llegara Marte (2012) el sistema de antena de alta ganancia (HGAS) que desarrolló Airbus en España sigue funcionando a la perfección, a pesar de que estaba previsto su funcionamiento para "un año marciano", lo que supone dos años en la Tierra.

Este éxito, que no solo ha tumbado la tan temida obsolescencia tecnológica, sino las extremas excursiones térmicas en Marte, que varían entre los -135ºC y los  + 90ºC, ha llevado a la NASA a confiar de nuevo en los ingenieros españoles de Airbus para desarrollar este sistema de transmisión de datos y de comunicación en el rover Perseverance que llega este 18 de febrero a Marte con la misión Mars 2020.

Ana Olea García, Senior Engineering de Airbus Defence and Space en Airbus-Barajas y responsable de este programa, explica a D+I en una entrevista cómo un equipo de ingenieros españoles ha vuelto a diseñar y construir este sistema, basado en una antena de transmisión y recepción de banda X, que permitirá comunicaciones de datos de alta velocidad.

En concreto, la antena se basa en la tecnología microstrip, desarrollada internamente por Airbus. Además, este dispositivo espacial está protegido del polvo para mantenerlo en condiciones limpias y de estabilidad térmica en un medio tan hostil.

Este proyecto se sustenta en "un diseño recurrente" de lo que se entregó para el Curiosity, pero como este rover inicial lleva en Marte desde 2012 "hay materiales que ya no existen y se han tenido que sustituir", así como se han incorporado "ligeras mejoras por las obsolescencias y porque va a estar en Marte más tiempo: un año y medio marciano, es decir, tres años terrestres".

Experiencia del Curiosity

Olea ya estuvo en el equipo que trabajo en el desarrollo de la primera antena de alta ganancia que Airbus (por aquel entonces Atrium) desarrolló para el rover del Curiosity, que la NASA lanzó en la misión Mars Science Laboratory y que lleva funcionando en el planeta Rojo desde 2012."Entonces tuve otro papel, pero participé muy activamente" y ahora ha pasado a ser la responsable del programa.

Al recibir este nuevo encargo, Olea incide en que se tenía plena confianza en el diseño del sistema de HGA del Curiosity, pero han tenido que sustituir alguno de los materiales. "Hemos tenido que probar materiales equivalentes y, en algunas ocasiones, materiales un poco diferentes".

Esto ha provocado que la mayor parte del tiempo de desarrollo se ha destinado a poner a prueba estas novedades con "exhaustivos ensayos de fatiga térmica" para confirmar su funcionamiento estable a pesar de las variaciones de temperaturas "muy agresivas".

Durante más de nueve meses, Olea subraya que han estudiado "cómo envejecen y cómo afecta al diseño de la antena el hecho de estar sometido a estas condiciones" extremas para validar los nuevos materiales incorporados.

La responsable de este programa en Airbus incide en que para desarrollar de nuevo este sistema de comunicación, clave para la misión Mars 2020, "el mejor test ha sido la realidad del Curiosity", desarrollado para aguantar "un año marciano" en 2012 y aún sigue funcionando. De hecho, esto les ha vuelto a abrir las puertas en esta nueva misión a Marte.

La presión de las ventanas de lanzamiento

El encargo de la NASA para reiterar el éxito de la antena del Curiosity llegó Airbus Defence and Space en junio de 2017 y justo un año y nueve meses después (en marzo de 2019) se entregaba a Jet Propulsion Lab (JPL) de NASA.

"Estos proyectos con JPL para misiones espaciales [por ejemplo la de Marte] tienen el hándicap del tiempo", explica Olea. "Los plazos son muy críticos y hay que cumplirlos de manera estricta para poder llegar a la fecha de lanzamiento". La clave está en las ventanas de lanzamiento, que se establecen cuando la Tierra y Marte están más próximas, por lo que es el momento óptimo para que la misión tenga éxito.

Un retraso en la entrega de cualquier proveedor que participa en el desarrollo del rover supone "perder esa ventana, parar el programa y esperar dos años más", con todo lo que esto implica, no solo en términos económicos, sino también en "perdida de conocimiento".

Esta presión se traduce en tener previstos los posibles riesgos del desarrollo tecnológico, "lidiar con ellos para poder entregar a tiempo" y que así la NASA pueda hacer también "todas sus pruebas en las exhaustivas campañas de ensayos".

Todos los datos de los descubrimientos de Perseverance se enviarán a la Tierra a través de este sistema de antena de alta ganancia. Este enviará directamente los datos científicos generados por los diferentes instrumentos y la información sobre el estado de salud del rover, sin necesidad de enlaces intermedios, como por ejemplo los orbitadores.

Además, el vehículo recibirá las instrucciones diarias desde Tierra con las tareas del día. Al ser orientable, la antena puede enviar un “haz” de información apuntando directamente a la Tierra y sin mover el vehículo, lo que contribuye a un ahorro de energía.