Tecnología de vacío para aplicaciones espaciales
Haciendo posible la investigación espacial del mañana
Muchos de los productos que utilizamos a diario tienen su origen en las misiones espaciales.
Sin embargo, es la futura investigación la que tendrá un mayor impacto en la humanidad. Es revelador que los objetivos principales a los que se dirige la investigación espacial reflejen algunos de los desafíos más apremiantes para la humanidad.
- Cómo crear fuentes de energía abundantes, potentes y limpias
- Explorar si otros planetas podrían albergar vida humana
- Ampliar nuestros conocimientos sobre la ciencia, la astrobiología y los orígenes del universo
- Desarrollar nuevas tecnologías, medicamentos e infraestructuras para ayudar a las futuras generaciones
Ahora bien, estos conocimientos tienen un coste. Las misiones espaciales son extremadamente costosas y se desarrollan en los entornos más difíciles conocidos por el hombre.
Por este motivo, es fundamental que todos los componentes, procesos y elementos que vayan a utilizarse en el espacio sean sometidos a pruebas exhaustivas. Solucionar los fallos tras el lanzamiento suele ser imposible y siempre conlleva un gran coste.
Nuestra tecnología de vacío simula las condiciones del espacio en la Tierra, lo que permite realizar muchas pruebas diferentes y necesarias aquí... para utilizarlas allí.
Ejemplos de pruebas espaciales previas al lanzamiento que se están llevando a cabo actualmente
Muchos de los sistemas de vacío que diseñamos y fabricamos están hechos a medida para cumplir su propósito. Estos son algunos ejemplos de pruebas típicas de misiones espaciales en las que se utiliza nuestra tecnología.
- Pruebas de propulsión eléctrica y propulsores
- Cámaras de vacío térmicas
- Recubrimiento de los espejos para telescopios
- Refrigeración del detector de telescopio
- Degradación de masa y calefactado en vacío
Pruebas de propulsión eléctrica y propulsores
Permiten realizar las pruebas de los propulsores durante largos periodos de tiempo para garantizar que los propulsores puedan mantener los niveles de rendimiento y soportar las condiciones espaciales durante misiones espaciales de larga duración.
Cámaras de vacío térmicas
Todos los componentes que se van a utilizar en el espacio se someten a pruebas de durabilidad a temperaturas extremas, así como a la irradiación (luz). El intervalo de ciclos térmicos de las cámaras de vacío térmicas puede oscilar entre 70 k y 400 k.
Recubrimiento de los espejos para telescopios
El recubrimiento de los grandes espejos de alta sensibilidad de plata o aluminio debe realizarse cada 1-2 años en condiciones de vacío. Esto es esencial para garantizar un rendimiento óptimo.
Refrigeración del detector de telescopio
Nuestra tecnología criogénica se utiliza para reducir la temperatura de los receptores hasta 4 k. Esto permite que los telescopios detecten más allá de la luz observable, así como la radiación ultravioleta, los rayos gamma y las microondas.
Degradación de masa y calefactado en vacío
Las pruebas de pérdida de masa total (TML) miden la degradación de los elementos en entornos espaciales adversos para determinar su durabilidad durante largos periodos de tiempo.
Tecnología de vacío para pruebas espaciales
| Bombas de vacío previo | Bombas turbomoleculares | Bombas criogénicas | Refrigeración criogénica | Cámara personalizada | |
| Pruebas de propulsión/propulsores | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| Pruebas de cámaras de vacío térmicas | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Degradación de masa y calefactado en vacío | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Recubrimiento de los espejos para telescopios | ✔ | ✔ | |||
| Refrigeración de los espejos para telescopios | ✔ | ✔ | ✔ |
Soluciones de vacío para la industria espacial
En Leybold somos uno de los únicos proveedores de tecnología de vacío que puede proporcionar una verdadera gama de productos de 360°.
Aunque nuestra gama es amplia y diversa, las soluciones que ofrecemos a la industria espacial se dividen en 5 categorías de equipos distintas.
Bombas de vacío previo
Las bombas de vacío previo se usan para reducir los rangos de presión desde la presión atmosférica hasta 1e-2 mbar, en función del tipo de bomba utilizada.
Alto vacío (HV)
Los rangos de presión de alto vacío (HV) se logran normalmente en la industria espacial con las bombas turbomoleculares (TMP).
- Nuestra amplia gama de bombas TURBOVAC i está disponible en varios tamaños, velocidades de bombeo y con variantes adaptadas a aplicaciones específicas.
Tecnología criogénica
La tecnología criogénica consta de 3 elementos clave:
- Compresores de helio COOLPAK i
- Cabezas frías COOLPOWER i
- Bombas criogénicas COOLVAC i
Estas tecnologías se pueden configurar de distintas maneras para lograr diferentes propósitos:
- Los modelos COOLPOWER i y COOLPAK i se combinan para crear sistemas de refrigeración criogénica.
- El modelo COOLVAC i proporciona un ultra alto vacío de hasta 10 000 l/s, que a menudo se utiliza junto con los modelos COOLPOWER i y COOLPAK i para procesos específicos.
Cámaras y sistemas de vacío
Las cámaras y sistemas de vacío cubren una amplia gama de aplicaciones.
Nuestras cámaras de vacío UNIVEX crean el espacio en el que se realizan las pruebas. Algunas cámaras son lo suficientemente grandes como para albergar naves espaciales completas, mientras que otras están diseñadas para interrogar elementos individuales.
Además de simular el vacío del espacio, otros sistemas, como las cámaras de vacío térmicas, recrean las variaciones de temperaturas extremas, o las pruebas de pérdida de masa total (TML), que miden la pérdida de masa durante largos periodos de tiempo en condiciones difíciles. Muchos de estos sistemas UNIVEX están diseñados a medida para cumplir los cometidos de proyectos específicos.
Medición e instrumentación
La creación de un verdadero sistema de vacío llave en mano también requiere la instalación de tecnologías de medición y control como:
- Sensores, medidores y transmisores IONIVAC, THERMOVAC y PENNINGVAC,
- junto con analizadores de gases residuales LEYSPEC y sistemas de detección de fugas PHOENIX.
- Además, suministramos válvulas, racores y bridas que conectan nuestra tecnología entre sí.
El futuro de la investigación espacial
Sistemas de vacío llave en mano perfectamente equilibrados, diseñados para fines muy específicos, a partir de una amplia gama de soluciones de vacío.
El diseño de sistemas personalizados es un principio básico en el desarrollo de todas las tecnologías que creamos para el sector espacial.
A medida que evolucionan las ambiciones y los cometidos técnicos de los futuros proyectos, también lo hace la tecnología que permite llevar a cabo la investigación espacial. Los futuros proyectos no se limitan a analizar las implicaciones del lanzamiento, la puesta en órbita y la entrada en el espacio. Entre las nuevas áreas de investigación figuran:
Exploración del espacio sideral
Ampliación de nuestros conocimientos sobre planetas y galaxias más allá de nuestro sistema solar, fenómenos que tuvieron lugar poco después del Big Bang y comprensión de los orígenes del universo.
Investigación sobre exoplanetas
Búsqueda de planetas que puedan o hayan podido albergar vida. Esto implica tanto la búsqueda de vida extraterrestre como la viabilidad de nuestra propia colonización interplanetaria en el futuro.
Astrobiología
La comprensión del funcionamiento del universo, a nivel micro y macrobiológico, así como la ampliación de nuestros conocimientos en términos generales. La investigación en este ámbito informará directamente a las futuras misiones.
Minería de asteroides
Se ha calculado que en los asteroides existen fuentes casi ilimitadas de recursos naturales y elementos básicos, cuyo acceso brindaría importantes oportunidades económicas y medioambientales y podría proporcionar nuevas fuentes de energía para futuras misiones.
Gestión de los residuos espaciales
En las próximas décadas se prevé un número exponencial de lanzamientos de satélites, lo que aumentará el número de objetos en el espacio. Por ello, se han planificado varios proyectos para iniciar el proceso de limpieza de los residuos que se encuentran en órbita alrededor de nuestro planeta.
Colonización interplanetaria
Saber si es posible la existencia de vida humana en otros planetas, cómo llegaríamos allí, cómo construiríamos la infraestructura de soporte necesaria y cómo obtendríamos los alimentos y suministros de energía necesarios para subsistir.
Un futuro positivo gracias al vacío
Numerosas fuentes, como la NASA, la ESA y Morgan Stanley, predicen que la economía espacial alcanzará el billón de dólares en 2040, por lo que las oportunidades para este sector son considerables.
Esto, junto con la reducción del coste por kilo que supone llevar la carga útil al espacio, refuerza aún más la viabilidad económica de las futuras misiones espaciales. Prueba de ello es la creciente aparición de inversiones del sector privado.
La colaboración y la innovación están intrínsecamente vinculadas. En Leybold llevamos desde 1850 diseñando y fabricando soluciones de vacío que permiten que los proyectos científicos, industriales y de I+D desarrollen la tecnología del futuro.
Hable con nuestro equipo sobre cómo nuestros sistemas llave en mano personalizados pueden hacer posible la próxima misión.
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