Sensores de alta precisión para control térmico en misiones espaciales

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Miquel Nofrarias realizó su tesis doctoral (2007) en el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) para después realizar una estancia postdoctoral en el Max Planck Institut for Gravitational Physics en Hannover. En el año 2011 se incorpora al Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) con un contrato JAE-doc hasta el 2014, cuando sigue como investigador postdoctoral en el IEEC. Ha desarrollado su carrera científica en el campo de los detectores de ondas gravitacionales en el espacio, con contribuciones que van desde el diagnóstico térmico, la metrologia óptica o la estimación estadística de parámetros. Su investigación ha estado estrechamente relacionada con el desarrollo industrial participando en campañas industriales conjuntamente con empresas líderes del sector. Desde el 1 de Septiembre del 2015 es Investigador ComFuturo en el Instituto de Ciencias del Espacio, donde desarrolla su proyecto “Sensores de alta precisión para control térmico en misiones espaciales“.

Resumen del Proyecto

Las misiones espaciales nos ofrecen una oportunidad única para la observación de nuestro planeta, el Universo y el estudio de las leyes de la Naturaleza. Este incremento en nuestro conocimiento va estrechamente ligado a mejoras en la tecnología de los sensores utilizados a bordo de estos satélites. En particular, ese es el caso para las medidas de estabilidad térmica a bordo de los satélites: la creciente demanda en precisión y estabilidad de la instrumentación se traduce en un incremento en los requerimientos de estabilidad térmica con la finalidad de evitar que las fluctuaciones de temperatura dominen el ruido instrumental.

El proyecto OPTOMETER tiene como objetivo principal el diseño y desarrollo de un innovador sensor de temperaturas on-chip de alta precisión y estabilidad para su utilización en aplicaciones de alta sensibilidad y pureza ambiental, particularmente en misiones espaciales. Este ambicioso objetivo se alcanzará mediante la utilización de microresonadores opto-mecánicos, conocidos como ‘whispering gallery modes resonators’.

Estos dispositivos de nueva generación se fabrican principalmente en sustratos cristalinos y con tamaños en el rango de las micras a los milímetros. Su propiedad más destacable es que permiten el confinamiento de un haz láser en los modos de oscilación del microresonador, generando un oscilador de extraordinaria pureza.

Para la realización del objetivo final el proyecto se divide en tres fases: 1) construcción de un termostato ultra-estable que se utilizará como banco de pruebas permitiendo aislar el sensor de perturbaciones ambientales, 2) realización de una prueba de concepto que valide el uso de tecnologías en la banda de muy bajas frecuencias y 3) miniaturización de la tecnología para alcanzar un prototipo final ‘onchip’ con el objetivo final de cualificar el prototipo para su aplicación espacial mediante una oportunidad de lanzamiento en un nanosatélite.

Aplicación:

Se propone el desarrollo de un sensor de temperatura para su utilización en misiones espaciales, las cuales requieren de alta precisión y estabilidad en ambientes muy exigentes. La tecnología desarrollada será a su vez de aplicación en otros campos científicos y tecnológicos que requieran medidas de alta estabilidad.