Argentina y la India juntas se abren espacio en el espacio

La Argentina empieza a tener socios espaciales interesantes con subpotencias y potencias emergentes.

INVAP tiene una sociedad con Turkish Aerospace Industries para construir satélites geoestacionarios de telecomunicaciones GS-1. Ahora la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se asoció con la India para algo de resultados probablemente más rápidos: testear y desarrollar 2 tipos distintos de paneles solares satelitales de bajo peso, alta eficiencia y la mayor resistencia posible al «viento solar», esa lluvia de electrones, protones y partículas alfa que los destruye rápidamente.

Las fuentes de potencia de los satélites argentinos vienen siguiendo dos líneas. Los aparatos geoestacionarios de telecomunicaciones de órbita muy alta, como los ARSAT-1 y 2, necesitan paneles solares de muy larga duración (15 años) y de marca internacionalmente prestigiosa, con mucha «herencia de vuelo», para bajar los costos de aseguramiento. Ahí no hay más remedio que comprar lo mejor que se fabrique en otros países.

Pero con los satélites de observación terrestre, cuya vida planificada es de alrededor de 5 años y que están en órbita baja, se pueden intentar desarrollos propios. Hubo placas solares desarrolladas artesanalmente por la CNEA en casi todos los satélites de la CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales).

Hay una división del trabajo en nuestra incipiente sociedad espacial con la India. Ellos van por celdas solares de perovskita, una familia de cristales de diversa composición química, pero siempre con estructuras atómicas parecidas a la del titatano de calcio. Se las considera puramente inorgánicas.

La Argentina, por el contrario, ensaya otra línea distinta, la de sustratos como el arseniuro de galio «pintados» con soluciones de solventes y sales metaloorgánicas, que se curan en 24 horas y te queda una celda «híbrida» (mitad inorgánica, mitad orgánica) funcionando. La idea en ambos casos es el bajo peso, la mayor potencia eléctrica posible en la menor superficie, y mucha resistencia al viento solar.

Pero hay un cuarto y un quinto requisitos: bajo costo y patentamiento y fabricación propios. De este modo uno sabe qué esperar de la fuente de potencia que uno le pone a sus satélites. Pero además, abre otros caminos. Si el costo es lo suficientemente bajo una celda espacial puede funcionar también aplicaciones para ambientes terrestres complicados por diferencias de temperatura brutales o un exceso de radiación ultravioleta. La Argentina está llena de ambientes así. Y el mundo también, de modo que el producto puede exportarse.

Tanto la India como Argentina quieren crear nichos propios en un mercado que, como el fotovoltaico terrestre, está totalmente monopolizado por China, y en mucha menor medida por los EEUU, la UE y Japón.

Lo que reúne en esta aventura tecnológica a actores espaciales tan disímiles (la India es una potencia en este rubro desde los ’80) es un aparato: el acelerador de iones pesados TANDAR, de la CNEA. Comprado a fines de los ’70 por la CNEA a U$ 80 millones, sigue siendo el mayor acelerador de partículas del Hemisferio Sur.

Pese a ser un aparato diseñado para la física pura, no es la primera vez que se usa el TANDAR en investigación tecnológica: en los ’90 fue tapa de todos los diarios por el desarrollo de una película de diamante sintético que endurecía de un modo impresionante las herramientas de corte y estampado.

El exjefe de Investigación y Desarrollo de la CNEA hasta 1986, el físico Mario Mariscotti, se habría sorprendido de este desarrollo práctico de su gente con este aparato que se compró debido a su insistencia. La que no tuvo resto para llevar la apuesta del «diamond like» al mercado fue la pobre industria argentina. Eran los ’90, estaba en vías extinción.

En estas décadas no han faltado imbéciles que consideraron el TANDAR un gasto suntuario de físicos sin réditos para el país. Pero ahora, como cuenta Vanina Lombardi de TSS, este inmenso aparato vertical de 10 pisos de altura nos hace socios del programa espacial de la India, que pese a ser una potencia nuclear y espacial, no tiene ningún laboratorio de testeo de las capacidades del TANDAR. 

Esta capacidad argentina de generar asociaciones y potenciales clientes se multiplicará exponencialmente cuando se inaugura el reactor RA-10 de Ezeiza. En oposición simétrica al TANDAR, es una planta de producción de radioisótopos y de silicio dopado para chips, pero con un potencial para la investigación pura y aplicada que nos llenará de profesionales y fabricantes extranjeros tratando de terminar una tesis o de desarrollar nuevos materiales para ingenierías muy diversas. Cualquier investigador del Sur Global que haya hecho un post-doctorado en Ezeiza es una posible autoridad política cuando regrese a su país. Ergo, un posible cliente.

Por su potencia y capacidades, el RA-10 será sí o sí, y mucho más que el TANDAR, una instalación geopolítica, capaz de poner a la Argentina en el centro de una nueva diplomacia científica, tecnológica e industrial. Alguien que se entere de esto en nuestra Cancillería, por favor.

Los cultores del ajuste que quieran volver a demorar la entrada en servicio del RA-10 cortándole el presupuesto a la CNEA, como ya se hizo entre 2016 y 2021, estarán jugando muy claramente para equipos contrarios.

Daniel E. Arias

ooooo

Científicos de la Comisión Nacional de Energía Atómica trabajarán junto a colegas del Indian Institute of Technology Roorkee, de India, en la investigación sobre la tolerancia a la radiación de celdas solares de perovskita para aplicaciones espaciales. Con este proyecto conjunto se busca generar conocimientos sobre nuevos materiales más eficientes y sustentables.

En el espacio, todos los dispositivos utilizan paneles solares. Y si bien el silicio es el material más empleado –y posiblemente también el más conocido– para la fabricación de celdas solares, no puede ser utilizado en satélites, radares y otros instrumentos espaciales, ya que en esos casos se necesitan materiales semiconductores más livianos. Actualmente, los más empleados son los de los grupos III-V de la tabla periódica de los elementos, como galio, germanio e indio.

“Esos materiales son muy escasos en la naturaleza, por eso cada una de esas celdas para instrumentos espaciales son carísimas, aunque son las que se usan ya que son delgadas y livianas”, dice María Dolores Perez, investigadora del CONICET en el Departamento de Física de la Materia Condensada de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), será la directora en la Argentina de un proyecto de investigación conjunto con colegas del Indian Institute of Technology Roorkee (IITR), de India, en el que explorarán la tolerancia a la radiación de celdas solares de perovskitas –otro mineral escaso en la naturaleza con propiedad semiconductora–, para aplicaciones espaciales. La CNEA ha desarrollado los sistemas de paneles solares de uso espacial de misiones de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), como en el caso de los satélites SAOCOM.

“La perovskita permitirían obtener estas celdas mediante un procesamiento que es muy simple: se fabrican unas tintas, mediante la disolución y mezcla de unas sales particulares; esa tinta luego se coloca sobre una placa que nosotros preparamos, que llamamos sustrato, y en un día fabricamos una celda solar de manera muy simple y con eficiencia alta”, explica Pérez, y agrega que otra de las problemáticas a resolver es la resistencia a las radiaciones de los materiales que se utilizan en el espacio.

“En el vacío del espacio, además del sol y de los ciclos de temperatura, el ambiente espacial tiene mucha radiación ionizante, y eso hace que toda la electrónica, incluso los paneles solares, se degraden por esta radiación”, explica Pérez. Por eso están probando si las perovskitas son robustas frente a esa radiación: “Tenemos trabajos previos donde mostramos que una perovskita que estudiamos soporta las radiaciones; sería muy buena candidata para ser utilizada en aplicaciones espaciales”, subraya la especialista, y destaca que en el laboratorio en el que se desempeña pueden hacer pruebas y ensayos simulando las exigencias de un ambiente espacial. Para ello, se utiliza una línea del acelerador de partículas Tandar, específicamente diseñada para realizar ensayos de irradiación de celdas solares, que permiten observar la respuesta real de cada celda bajo irradiación directa, como si estuviera en el espacio exterior.

Esa capacidad fue clave en este proyecto, puesto que los especialistas de India desarrollan sus propias celdas de perovskitas pero no tienen cómo probarlas simulando entornos espaciales. “La idea es que ellos nos manden la celdas solares que producen, que funcionan muy bien, para que  nosotros acá las irradiemos y evaluemos si son robustas o no para su uso espacial”, comenta Pérez. Las celdas que fabrican sus colegas en India son distintas a las que hacen ellos en Argentina, ya que son todas inorgánicas, mientas que las locales se denominan híbridas, porque incluyen componentes orgánicos e inorgánicos.

“Cuando nosotros vayamos a India –considerada a nivel mundial una potencia en términos de capacidades de acceso al espacio–, la idea es que aprendamos a hacer esas celdas en particular”, agrega Pérez, y celebra este tipo de convenios binacionales en los que considera que los beneficios exceden a lo meramente académico. “Lo bueno es que ya establecemos un contacto, que antes no teníamos, con este grupo de colegas de India que es muy reconocido allá por sus desarrollos con perovskitas, y nos permite ampliar nuestros enfoques”, subraya Pérez.

Esta iniciativa fue una de las cuatro seleccionadas en la Convocatoria a Proyectos Conjuntos de Investigación con India (impulsada como parte del Programa de Cooperación Científica entre el Ministerio de Ciencia (MINCYT) y el Departamento de Ciencia y Tecnología de la India (DST), firmado en 2013), que busca apoyar el desarrollo de investigaciones en biotecnología y transición energética, entre grupos binacionales. El MINCYT financiará a cada grupo durante dos años, por un máximo de pesos equivalentes a 10.000 dólares por proyecto cada año.

En este caso en particular, el grupo binacional espera fabricar celdas solares de perovskita de alta eficiencia y estudiar su rendimiento y estabilidad, antes y después de la exposición a la radiación. Este tipo de celdas ofrecen varias ventajas sobre la fotovoltaica espacial convencional. Por ejemplo, son más rentables, ultra ligeras, tolerantes a la radiación y con potencial de ampliación.

A lo largo de este proyecto, esperan desarrollar más capacidades con el fin de alcanzar una mayor comprensión de la tolerancia a la radiación de las celdas solares de perovskita inorgánica para aplicaciones espaciales, que les permita desarrollar una tecnología para la aplicación espacial de celdas solares de este mineral, y generar patentes y publicaciones conjuntas.

“Uno de los objetivos de estos proyectos binacionales también es cultural, para ellos es muy emotivo venir a la Argentina, al igual que para nosotros viajar a India, además de aprender todas las técnicas que ellos tienen, es algo que nos abre un montón de posibilidades”, concluye Pérez.

Vanina Lombardi

FUENTE:

Argentina y la India juntas se abren espacio en el espacio