Poner en órbita un satélite de comunicaciones comporta una serie de problemas que van mucho más allá de su lanzamiento. Su diseño está preparado para ofrecer las máximas prestaciones técnicas en orden a lo que fue concebido, pero una vez fuera de la atmósfera terrestre tiene que superar agentes externos que en ocasiones dañan seriamente su estructura hasta reducir su eficacia o inutilizarlos directamente.

La Agencia Espacial Europea ha confiado al Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) el diseño de la protección de los satélites de comunicación terrestre enviados al espacio, y esta tarea está dirigida y coordinada por la Profesora de Investigación segoviana Isabel Montero, cuyo laboratorio de Nanoestructuración de Superficies para Comunicaciones Espaciales y Terrestres se sitúa a la vanguardia europea y mundial en este ámbito.

El trabajo de Montero es estudiar el desarrollo de tratamientos que preserven la integridad de los satélites frente a emisiones de electrones, reduzcan la corrosión del aluminio que compone la mayoría de los satélites y protejan sus dispositivos de radiofrecuencia de posibles descargas de electrones que podrían llegar a impedir la comunicación con la Tierra.

"Lo que hacemos en este laboratorio es simular las condiciones a las que están sometidos los satélites en el espacio", describe Montero, que precisa que en el espacio, cualquier objeto está sometido a radiaciones de muy alta potencia donde también es inevitable la presencia de electrones libres. La conjunción de los rayos solares junto con otros electrones energéticos produce diferencias de potencial de más de 10.000 voltios, "lo que puede dañar o destruir los paneles solares de los satélites", explica la física.

Para proteger las comunicaciones, el ICMM-CSIC lidera un contrato con la ESA con el objetivo de aumentar las capacidades comunicativas de los satélites y su vida útil. "Medimos el rendimiento de emisión de electrones para determinar los umbrales de las descargas", indica Montero. De este modo, han desarrollado tratamientos superficiales con los que consiguen reducir la emisión de electrones "inhibiendo la descarga para aumentar la potencia de trabajo".

El ICMM-CSIC es el único centro de Europa que realiza estas medidas para la ESA dentro de esta licitación, recién iniciada. De hecho, esto hace que la relación entre ambas instituciones se haya mantenido durante más de dos décadas. Montero revela, además, que en su laboratorio están también desarrollando tratamientos innovadores para reducir la emisión de electrones secundarios en dispositivos espaciales, "para evitar su multiplicación en avalancha", detalla.

Esos tratamientos superficiales de baja emisión de electrones se realizan en plata utilizando métodos en fase líquida. "Son los que más interesan para su uso en la industria espacial, en contraste con otros tratamientos que requieren vacío", explica Montero, que añade: "Tenemos una patente internacional con la ESA y Airbus Alemania (líder mundial en el sector aeroespacial), que está extendida a Estados Unidos y Canadá", enumera la investigadora, que actualmente también colabora con Thales Alenia Space (el mayor fabricante de satélites europeo) y la ESA en la exploración de mejoras de estos recubrimientos para el sistema Galileo (el Sistema Global de Navegación por Satélite).

El objetivo es aumentar la potencia de los dispositivos de radiofrecuencia que van embarcados dentro de los satélites: necesitan proteger estos aparatos de posibles descargas de electrones que impedirían la comunicación con la Tierra y, por lo tanto, podrían hacer fracasar las misiones espaciales.

"En ese proyecto también tenemos que encontrar tratamientos anticorrosión innovadores para las aleaciones de aluminio", agrega. Los satélites necesitan fabricarse con diversos materiales ligeros, de ahí la elección de las aleaciones de aluminio que, van a requerir protección frente a la corrosión. "Puesto que el tratamiento con cromo VI se ha prohibido definitivamente al considerarse cancerígeno, tenemos que buscar otro tratamiento anticorrosión, y esto tiene mucha relevancia económica a nivel mundial", defiende Montero, que recuerda que el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades "está siendo fundamental en estas investigaciones".

En el espacio son muchos los peligros que acechan a cualquiera que se atreva a salir al exterior, y una de las partículas cargadas más peligrosas es el oxígeno atómico, puesto que es corrosivo. Los trabajos para comprobar sus daños y protegerse de ellos no cesan, y ahí también entra este laboratorio, que ha recibido una petición de la ESA para que sea el que realice las medidas de emisión secundaria de los materiales antes y después de recibir el impacto de estas partículas. "Ellos hacen el tratamiento y nos lo envían para que midamos los resultados, es una muestra de la confianza que depositan en el ICMM-CSIC", concluye la científica.

La labor que desarrolla el laboratorio no ha pasado desapercibida fuera de las fronteras nacionales, e instituciones como el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) se han interesado por el trabajo de Montero, ofreciendo incluso la posibilidad de crear un laboratorio similar en su estructura de investigación.