L'IMB-CNM col·labora en un projecte que busca impulsar la producció industrial de propulsors elèctrics per a nanosatèl·lits

L'empresa espanyola Ienai Space lidera el projecte Atalaia, finançat per l'Agència Espacial Espanyola (AEE), que establirà les bases per a la producció a gran escala dels sistemes de propulsió elèctrica Athena. Aquests motors ofereixen al mercat espacial una tecnologia compacta, d'alta potència i capaç d'integrar-se en satèl·lits de petita grandària. L'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) és un dels col·laboradors per a la fabricació dels dispositius d'emissió. 

Des de fa anys, el camp de la propulsió espacial explora nous sistemes per a impulsar els satèl·lits a través de la propulsió iònica, més lleugera i econòmica. Es tracta d'una tecnologia que utilitza ions accelerats per camps elèctrics per a generar una embranzida que permet als satèl·lits aconseguir llargues distàncies amb menor consum de combustible. Un prototip d'aquests sistemes es va embarcar en el llançador Alpha, que va posar en òrbita dos picosatèl·lits (satèl·lits amb pesos menors a 1kg) equipats amb els demostradors tecnològics del motor Athena (Adaptable Thruster based on Electrospray powered by Nanotechnology) desenvolupats gràcies a la col·laboració del CSIC i l'empresa Ienai Space.

Ara, el projecte Atalaia neix amb l'objectiu d'augmentar la producció de propulsors iònics d'alt rendiment a centenars d'unitats a l'any, reduint costos, augmentant la confiabilitat i la reproducibilitat, i millorant significativament el rendiment dels emissors de electrospray, tècnica que utilitza camps elèctrics per a generar un doll d'ions que accelera el propel·lent. Per a això, la iniciativa cerca integrar tecnologies de fabricació avançada, com la fabricació additiva, la sintetització de materials, la fotònica i la nanotecnologia, en la producció d'aquests propulsors.

En el seu desenvolupament és clau la participació de l’IMB-CNM-CSIC que, a través d'un contracte de col·laboració, desenvoluparà tècniques alternatives de fabricació per a la propulsió de nanosatèl·lits. “Fabricarem els emissors de electrospray i s'investigaran noves estratègies de nanoestructuració de superfícies que permetin minimitzar la complexitat de la fabricació i el seu cost, així com maximitzar l'eficiència d'emissió del propel·lent”, explica Borja Sepúlveda, investigador de l’IMB-CNM que lidera la col·laboració.

Aquesta tecnologia es manufacturarà a la Sala Blanca de Micro i Nanofabricació de l’IMB-CNM-CSIC, una Infraestructura Científica i Tècnica Singular (ICTS) reconeguda pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, que compta amb una àmplia experiència en processos de micromecanització profunda de silici per ions reactius.

A més, es desenvoluparan altres tecnologies que comprenen la fabricació basada en làser i fotònica per a components, la litografia de dos fotons per a geometries complexes i l'emmotllament per injecció de ceràmica, metalls i polímers d'alt rendiment per a millorar la robustesa. Aquests avanços es duran a terme gràcies al treball d'un equip multidisciplinari que compta amb la participació de les empreses Lasing i AldoraTech, i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).

Després de la certificació, s'espera que Athena es converteixi en una tecnologia de referència en la propulsió elèctrica de pròxima generació, alhora que consolidarà als socis del projecte com a estratègics en la cadena de subministrament espacial global.

Col·laboració públic-privada per a la carrera espacial

ATALAIA (Aplicació de Tècniques Avançades de Litografia i Fabricació Additiva en el Desenvolupament d'un Propulsor Iònic d'Alt Rendiment) ha estat seleccionat pel Programa Tecnològic Espacial (PTE) de l’AEE. Compta amb un pressupost total de més de tres milions d'euros, dels quals la AEE finança més de la meitat a través del Centre per al Desenvolupament Tecnològic Industrial (CDTI), i amb el suport dels fons de recuperació NextGenerationEU de la Unió Europea. 

Ienai Space és pionera en el desenvolupament del primer propulsor espacial espanyol completament elèctric per a nanosatèl·lits i manté des de fa anys una estreta col·laboració amb l’IMB-CNM-CSIC. Els primers emissors del sistema de propulsió ja van ser codesenvolupats entre totes dues entitats i, fruit d'aquesta relació consolidada, s'ha obtingut una patent, transferida a Ienai per a la seva explotació, i s'estan realitzant dos doctorats industrials entre l'empresa i la institució.