Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) ha diseñado el primer chip fabricado íntegramente en España destinado a medir el viento de Marte. Esta es la pieza clave del anemómetro que incorpora una estación meteorológica desarrollada por científicos españoles para el vehículo Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para el otoño de 2009.
El rover o vehículo robotizado MSL servirá para investigar si el entorno marciano es o ha sido propicio para el desarrollo de algún tipo de vida. Entre los instrumentos que lleva se encuentra la estación meteorológica REMS (Rover Environment Monitoring Station), que medirá la temperatura del aire y del suelo, la presión atmosférica, la radiación ultravioleta y la humedad, así como la velocidad y dirección del viento, con el chip diseñado por los ingenieros españoles. Los detalles de esta aportación científica han sido publicados recientemente en la revista Planetary and Space Science.
Luis Castañer, coordinador del Grupo de Micro y Nano Tecnologías de la UPC que ha desarrollado la pieza, explica a SINC que este chip “es más eficiente en términos energéticos que los desarrollados anteriormente, y por primera vez se utiliza tecnología de silicio para esta aplicación en el espacio”.
Cada chip o “dado” de silicio mide 1,5 milímetros de lado e incorpora tres elementos de platino sensibles a la temperatura: uno mide la temperatura del chip, otro lo calienta unos 25º C por encima de la temperatura ambiente, y el tercero ajusta las características del sensor de viento. El chip también lleva grabado el nombre de sus creadores.
El principio físico utilizado por los ingenieros para medir el viento es el conocido como “anemometría por punto caliente”. Castañer, académico de la Real Academia de Ingeniería (RAI), recuerda que tradicionalmente el viento se mide con una técnica en la que se calienta un hilo, el aire lo refrigera haciendo variar su temperatura, y esto permite establecer relaciones con la velocidad del aire. “En el caso del chip, el punto caliente no es un hilo, sino el dado de silicio calentado por una fina película que está sobre él y que actúa como resistencia para calentar”, señala el investigador.
El Grupo de Micro y Nano Tecnologías (MNT) ha patentado un sistema que permite averiguar la magnitud del viento y su dirección en un plano utilizando cuatro chips colocados sobre una placa en dicho plano, y tomando como referencia la temperatura ambiente que mide con un quinto chip idéntico a los otros cuatro.
Utilizando esta metodología se puede medir la velocidad del viento en 2D, pero se puede deducir la velocidad en 3D poniendo tantas placas como se necesiten. La estación meteorológica REMS incorpora 6 sensores de viento, con 5 chips de silicio cada uno, situados en el extremo de dos plumas o “booms” y separados en un ángulo de 120 grados.
La fabricación de estos chips se ha realizado en el Laboratorio de la Sala Blanca del grupo MNT, que ha contado con la colaboración del Centro de Astrobiología (CAB, centro mixto del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas), EADS Astrium Crisa -empresa encargada del ensamblaje industrial de la estación-, y el Centro Nacional de Microelectrónica de Barcelona. Algunos ensayos se han realizado en el túnel de viento de la Universidad de Aarhus (Dinamarca).
El primer investigador principal del proyecto REMS fue el profesor Luis Vázquez, de la Universidad Complutense de Madrid, y este año le ha tomado el relevo el ingeniero aeronáutico Javier Gómez Elvira, del CAB, centro responsable y contratista principal de la estación meteorológica marciana.
La estación ya se ha incorporado al rover MSL, y actualmente se realiza la validación de sus instrumentos bajo la supervisión del Jet Propulsion Laboratory de California (EE UU), para tenerlo todo listo en otoño de 2009 cuando está previsto su lanzamiento hacia Marte.
El MSL realizará cuatro tipos de investigaciones. Por un lado, estudiará el potencial biológico del entorno, inventariando los elementos químicos fundamentales para la vida y detectando la presencia de compuestos orgánicos. Por otro, caracterizará la geología y geoquímica de la región, analizando la composición de la superficie de Marte e interpretando los procesos que han formado o modificado sus rocas. Los instrumentos del vehículo también servirán para investigar la radiación superficial y algunos procesos atmosféricos, como en los que interviene el agua, que pudieran ser relevantes para determinar si en el pasado pudieron existir seres vivos en el planeta rojo.
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Referencia bibliográfica:
Manuel Domínguez, Vicente Jiménez, Jordi Ricart, Lucas Kowalski, J. Torres, S. Navarro J. Romeral, J. Merrison y Luis Castañer. “A hot film anemometer for the Martian atmosphere’ Planetary and Space Science 56 (8): 1169-1179, 2008.
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Más información:
Imágenes en alta resolución: 1 y 2.
Webs de la NASA sobre MSL y REMS:
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