Física y sociedad - cofis.es · Jefe del Departamento de Retornos de Programas Científicos e...

Aniversario50 años del lanzamiento del primer satélite

ReportajeLaboratorios y ensayos en tierra

ReportajeIr al espacio

ReportajeLa exploración espacial en la ESA

EntrevistaDirector General del INTA

noviembre 2007

Revista del Colegio Oficial de Físicos

nº18

Especial sobre Astronáutica: 50 años después del Sputnik

Física y sociedad

FYS nº18 ret:Revista FYS nº15 OK 7/11/07 18:24 Página 1

sumario

EditorialGonzalo Echagüe Méndez de Vigo. Presidente del Colegio Oficial de Físicos

50 años despuésAlberto Miguel Arruti. Profesor Emérito de la Universidad San Pablo CEU

Entrevista con Fernando González GarcíaDirector General del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial

El sector industrial del espacio en España: actualidad y perspectivasJuan F. Nebreda García. Presidente de Proespacio

Poniendo a punto las estructuras: laboratorios y ensayos en tierraIsabel Cabeza Vega. Responsable de la Sección de Proyectos Avanzados de EADS CASA ESPACIO

Ir al espacio: una introducción a la astronaúticaCarlos Herranz Dorremochea. Responsable de Comunicación del COFIS

La Agencia Espacial Europea y su programa científicoPilar Román Fernández. Delegada de España en el Programa Científico de la ESA

El CDTI y los programas espaciales españolesManuel Serrano Ariza. Jefe del Departamento de Retornos de Programas Científicos e Instalacionesdel CDTI

Ingeniería espacial en GMVMiguel Ángel Molina Cobos, Ana Cristina Pérez Martín, Fernando Pérez López y Carlos A. Gonzá-lez González. GMV

Física y derecho convergen en el espacio ultraterrestreAscensión Sanz Fernández de Córdoba. Directora de Operaciones del Centro Español de Dere-cho Espacial

La meteorología espacialElena Saiz Villanueva, Consuelo Cid Tortuero y Yolanda Cerrato Montalbán. Grupo de Investiga-ción Espacial de la Universidad de Alcalá

Desarrollo de sensores e instrumentación científicaLuisa M. Lara López. Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC

Volver del espacio: el desarrollo de materiales para la reentrada en laatmósferaGarbiñe Atxaga Genbeltzu y Begoña Canflanca Garmendia. Unidad Aeroespacial de INASMET

Entrevista con Álvaro Giménez CañeteCoordinador de Política Científica de la Agencia Europea del Espacio

Guía de recursos

Bibliografía

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2007 es un año destacado para la astronaútica quelos físicos no podíamos dejar de celebrar. Se con-memoran el 50º aniversario del lanzamiento delprimer satélite artificial de la Tierra y el 150º aniver-sario del nacimiento de Kostantín EduardovichTsiolkovsky. Este físico ruso autodidacta llegaría aser el principal teórico de la cosmonáutica y susinvestigaciones señalaron el camino para hacerloposible. Aquella hazaña sin precedentes abrió laspuertas del espacio al ser humano para su explora-ción y su aprovechamiento.

Cuesta imaginar hoy, especialmente a los más jóve-nes, una sociedad sin juegos olímpicos en directovía satélite, las imágenes del tiempo del Meteosat,comunicaciones intercontinentales instantáneas,detallados mapas digitales del planeta, fantásticaspostales astronómicas del Hubble y tantas otrascosas que, por cotidianas, hacen pasar desapercibi-do su origen o su dependencia de la tecnologíaespacial. Hoy, unas 470 personas de 35 nacionalida-des distintas han tenido la oportunidad de viajar alespacio y tripulaciones internacionales viven y tra-bajan de forma rutinaria en una base orbital a 400km de altura.

Para mantener un gran proyecto astronáutico o decualquier otro ámbito de alta tecnología es precisoun esfuerzo considerable y mantenido en investiga-ción, desarrollo e innovación. Con objeto de dinami-zar el sistema español de ciencia y tecnología elConsejo de Ministros aprobó recientemente el VIPlan Nacional de I+D+i 2008-2011, que exigirá undesembolso de 47.000 millones de euros. Estosupone casi el doble de recursos que el plan ante-rior, hasta alcanzar el 2,2% del Producto InteriorBruto en gasto en I+D+i en 2011 por parte de laAdministración General del Estado, comunidadesautónomas y empresas. Estructurado en cincograndes áreas estratégicas (salud; biotecnología;energía y cambio climático; telecomunicaciones y

Espacio para la ciencia

Gonzalo Echagüe Méndez de VigoPresidente del Colegio Oficial de Físicos

editorial

EditaColegio Oficial de Físicos

DirectorAlberto Miguel Arruti

Director de InformaciónCarlos Herranz Dorremochea

Consejo editorialGonzalo Echagüe Méndez de VigoAlberto Virto MedinaAlberto Miguel ArrutiÁngel Sánchez-Manzanero RomeroAlicia Torrego GiraldaJuan Antonio Cabrera JiménezCarlos Herranz Dorremochea

RedacciónJosé López-CózarCarlos Herranz Dorremochea

Proyecto gráficoDavid G. Rincón de [email protected]

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ISSN. 113-8953Depósito Legal: M. 44286-1991

Imagen de portadaDespegue del transbordador espacialAtlantis el 7 de febrero de 2001. © Richard Hardoon (Florida, USA)

La revista Física y Sociedad no sehace necesariamente solidaria conopiniones expresadas libremente enlas colaboraciones firmadas.

Queda autorizada la reproducción,total o parcial, siempre que se hagade forma textual y se cite la proce-dencia y el autor.

La revista Física y Sociedad quiereagradecer a los artistas que, desinte-resadamente, han cedido sus fotogra-fías a esta publicación.

El papel utilizado para la impresiónde Física y Sociedad tiene la califica-ción de ecológico, calidad ECF.


5Revista del Colegio Oficial de Físicos

editorial

Física y sociedad

sociedad de la información; y nanociencia, nano-tecnología, nuevos materiales y nuevos procesosindustriales), este ambicioso plan apuesta porfinanciar no solo grupos y proyectos de investiga-ción sino también instituciones de excelencia quepuedan competir a nivel mundial. Además,supondrá un reto en el ámbito de la coordinacióny organización, al centralizar los múltiples trámi-tes de los proyectos.

Pero todo esto no es posible si los ciudadanos,destinatarios finales de este esfuerzo inversor, nolo conocen y lo apoyan. La ciencia y la tecnologíason parte de la actividad económica, social y cul-tural, con una incidencia directa en nuestro bien-estar, en forma de nuevos servicios y productos. Lanaturaleza aguarda nuestras preguntas y en cual-quier momento puede surgir el gran descubri-miento que, como en el caso de los Nobel de Físi-ca 2007, nos hace la vida más fácil y más intere-sante. Por todo ello, en 2007 venimos celebrandotambién el Año de la Ciencia, una gran cita llenade actividades para todos los públicos y en todoslos formatos. De la mano de la Fundación Españo-la para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) las insti-tuciones, científicos y comunicadores nos hemospuesto este año con mayor intensidad que nuncaantes a la tarea de comunicar la ciencia para sabermás, comprender mejor y disfrutar de ello.

Antes de que una misión espacial cope los titularesde los medios informativos son múltiples las activi-dades que es necesario realizar. Los artículos yentrevistas que hemos seleccionado son apenasuna muestra de la importante implicación de lasadministraciones, investigadores, profesionales y

empresas de nuestro país en la aventura espacial.Nos anima también la idea de reflejar cómo lamayor parte de las actividades relacionadas con laastronáutica están, precisamente, en tierra. Y, comono podía ser de otra manera, con una importantepresencia y participación de físicos de diversasespecialidades. Esperamos, con este nuevo númerode nuestra revista, aportar también nuestro granode arena para hacer que la ciencia, y la física en par-ticular, esté más presente en nuestras vidas.

La ciencia y la tecnología tienen una incidencia directa en nuestro bienestar, en forma de nuevos servicios y productos

La mayor parte de las actividades relacionadas con la astronáutica están,precisamente, en tierra. Y como no podía ser de otra manera, con unaimportante participación de físicos de muy diversas especialidades.

¬ Gonzalo Echagüe Méndez de Vigo


Física y sociedad6 Revista del Colegio Oficial de Físicos

Alberto Miguel ArrutiProfesor Emérito de la Universidad San Pablo CEU y ex director de los Servicios Informativos de RTVE

opinión

Fue el 4 de octubre de 1957 cuando se puso en órbitael Sputnik, primera máquina que fue capaz de apro-vechar las leyes de la mecánica y quedarse en elespacio exterior sin volver a caer: el primer satéliteartificial, lanzado y colocado por la Unión Soviética.

El Sputnik tenía una masa aproximada de 83 kilos,contaba con dos transmisores de radio de 20,007 y40,002 MHz, y orbitó la Tierra a una distancia de938 kilómetros en su apogeo y 214 kilómetros en superigeo. Medía 58 centímetros de diámetro yempleaba 95 minutos en dar una vuelta completaalrededor de la Tierra, con una velocidad de unos24.500 kilómetros por hora. Fue lanzado desde elCosmódromo de Tyuratam, en Kazajistán, que enaquella época formaba parte de la Unión Soviética.La palabra «sputnik» significa «satélite» en astro-náutica y en ruso corriente, «camarada» o «compa-ñero». Pronto se le asignó el número I, pues mástarde fueron lanzados otros muchos.

El día en que se lanzó el Sputnik el mundo se estre-meció. Sobre todo Estados Unidos. Los americanosestaban completamente convencidos de que sutecnología era muy superior a la soviética, y estaafirmación se puso aquel día en duda. Todos losmandos de aquel país se reunieron y comenzaron areflexionar sobre lo que se debía o se podía hacer,pero no sería hasta febrero de 1958 cuando EstadosUnidos colocó en órbita su primer satélite, el Explo-rer 1, que, en comparación, pesaba unos 15 kilos y erade forma cilíndrica. La máxima altitud de su órbitaera de 2.540 kilómetros y la mínima de 359, siendosu velocidad orbital de unos 28.000 kilómetros porhora. Para entonces los rusos ya habían lanzado elSputnik 2, en noviembre de 1957, que pesaba unasseis veces más que el Sputnik 1 y llevaba a la perraLaika, el primer ser vivo que fue puesto en órbitafuera de la atmósfera terrestre.

Este episodio es una muestra de lo que ha sido elsiglo XX. Un siglo que, como afirman los historia-dores, fue muy corto, pues empezó de hecho con laprimera guerra mundial y terminó con la caída delmuro de Berlín. Desde el fin de la segunda guerramundial y hasta el final de los años 80 el mundovivió asustado, pensando que una tercera guerra

podía estallar en cualquier momento. Un ejemplode la mentalidad en aquel año de 1957 fue la confe-rencia de Pugwash, en la que 22 científicos de diezpaíses se reunieron en esta pequeña localidadcanadiense para hablar sobre «los peligros quepara la humanidad plantea el desarrollo de armasde destrucción masiva». Las revoluciones de Hun-gría y después de Checoslovaquia fueron momen-tos de especial tensión. En definitiva, el miedo auna tercera guerra, que ahora podía ser nuclear.

En 1989 fue el fin de la herencia de la Conferencia deYalta, el triunfo de la libertad sobre el totalitarismosoviético y el fin del miedo a una tercera guerra mun-dial. Fueron los felices años 90. Pero la felicidad durapoco en este mundo. Entonces vino el 11-S y el mun-do comprendió que volvíamos otra vez a la guerra oal peligro de guerra, y que la guerra ya no sería la detrincheras, como la primera mundial, ni de bombar-deos y desembarcos, como la segunda. Sería unaguerra de terrorismo, de servicios de información yde «inteligencia», como afirman los servicios secre-tos de cualquier potencia. Como ha escrito el sociólo-go alemán Ulrich Beck, es la sociedad del riesgo, unasociedad en la que el entramado de causalidades ydependencias genera situaciones en las que peque-ñas variaciones en un extremo producen consecuen-cias monstruosas en el otro extremo. Algo así comoel «efecto mariposa».

Y todo esto fue ayer. «El mundo de ayer», que escri-biría Stefan Zweig. Pero, pese a todo, la vida sigue,como en la canción francesa, «sin hacer ruido».

El día en que se lanzó el Sputnik el mundo se estremeció

¬ Alberto Miguel Arruti. COFIS

50 años después



Fernando González GarcíaDirector General del INTA

Texto y fotos: José López-Cózar y Carlos Herranz

entrevista

El INTA ha sido un testigo deexcepción de la carrera espacial.Ahora que se cumplen 50 añosdel lanzamiento del Sputnik,¿qué recuerdos quedan de esosprimeros pasos?

Afortunadamente la mayor partede los protagonistas de aquellosaños siguen vivos y contamoscon testimonios de excepción

para recordar no sólo lo qué pasósino también cómo pasó; algotan importante o más que el pro-pio suceso en sí. En este sentido,yo personalmente he encargadouna serie de libros para rememo-rar con todo detalle lo que fue laúltima mitad del siglo XX en lacarrera espacial, unos volúmenesque verán la luz previsiblementeel próximo mes de diciembre.

Concretamente, ¿cómo vivió elINTA aquellos años?

En el caso del INTA, aquellos añossirvieron para dar el salto de loaeronáutico a lo aeroespacial. Perono sería hasta primeros de los 60cuando se firmó el acuerdo con laNASA para fijar las estaciones deespacio profundo en nuestro país,todavía hoy en funcionamiento.

Fernando González lleva casi 30 años trabajando en el sector aeroespacial. Desde que saliera de la Facul-tad de Ciencias Físicas de la Universidad Complutense de Madrid en 1978 ha ocupado puestos de dife-rente relevancia en INDRA, INSA o Hisdesat, entre otras entidades. Actualmente dirige el rumbo del Ins-tituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en un momento especialmente importante para los intere-ses de España en el espacio.

Entrevista con Fernando González García

ACTUALMENTE OCUPAMOS EL LUGAR QUE NOS CORRESPONDEEN EL CONTEXTO EUROPEO




entrevista

Física y sociedad

También en aquellos años (en1965), se creó el campo de lanza-miento de Huelva y se ingresó enESRO, la primera organizacióneuropea de investigación del espa-cio, que luego ha pasado a ser laESA. Y es que en la década de los60 y los 70 se sentaron las basesde lo que somos hoy en la actuali-dad, incluido el lanzamiento deaquel pequeño satélite de 25 kg.con una sonda ionosférica, el INTA-SAT, en el que participó el INTA ytambién la industria nacional.

Medio siglo más tarde la actividadespacial se ha convertido en unfactor estratégico, sobre todo des-pués de que el espacio haya pasa-do de ser objeto de exploración aobjeto de explotación comercial.¿Cuáles son los principales objeti-vos en estos momentos?

Con carácter general el espacio seha estructurado en tres grandesáreas: la exploración del sistemasolar, que puede llevarse a cabo conmisiones tripuladas o automáticas;la explotación del espacio mirandohacia la Tierra, es decir, comunica-ciones, satélites de observación delplaneta, etc.; y la tercera, hacer cien-cia desde el espacio ya sea cienciabásica o astrofísica. Y hago una dis-tinción entre exploración y cienciaporque la primera intenta ir consondas a otros planetas para estu-diarlos en profundidad, mientrasque la segunda está más dedicadaa la astrofísica, a las ciencias de laTierra y en general a la física funda-mental.

En los tres campos hay objetivosconcretos. En el caso de la explo-ración tripulada, la apuesta mássignificativa es volver a la luna,planear una misión a Marte y,

desde luego, mantener la Esta-ción Espacial Internacional, conla intención de investigar lacapacidad del ser humano y sunivel de aguante para tener lar-gas permanencias en el espacio,al margen de otros experimentoscientíficos de gran importancia.

En el aspecto de la exploraciónautomática, yo creo que hemosvivido la época más dorada de losúltimos años. Las sondas planeta-rias han dado mucha más infor-mación de la que existía hasta elmomento del Sistema Solar, y loque me parece más importante,un mejor conocimiento de cómose comportan los planetas comoun sistema completo; algo funda-mental para entender nuestropropio entorno.

En cuanto a las aplicacionescomerciales, sorprende el extraor-dinario vigor que han cogido lascomunicaciones y las expectativascreadas en torno a los satélites deobservación de la Tierra. Aunquetodavía no ha llegado a ser unaaplicación comercial, es un temade vital importancia: por el proble-ma del calentamiento global, porla posibilidad de hacer un segui-miento del agujero de la capa deozono, etc.

Volviendo a España, últimamentese habla mucho de que somos laoctava potencia económica delmundo. ¿Se puede decir lo mismoen el ámbito espacial?

Yo creo que sí. Después de unaépoca en la que hemos estadoun poco por detrás, el actualGobierno ha intentado dar unvuelco a la situación. De hecho,en esta legislatura, había planes

para incrementar nuestra parti-cipación en I+D+i hasta alcanzarel lugar que nos corresponde pornuestro producto interior bruto.

En cuanto a la industria contamoscon unas empresas especializadascon un nivel de facturación y exce-lencia realmente encomiables. Poreso yo diría que estamos en ellugar que nos corresponde en elcontexto europeo, por detrás deFrancia, Inglaterra, Alemania e Ita-lia, como en tantas otras cosas. Enestos momentos estamos en elsitio que procede, y además creoque vamos a mejorar aún más conlos planes de investigación delgobierno y gracias a un área comola espacial que ha hecho apuestasmuy importantes.

¿Cuáles son las principales virtudes de este sector?

Existen áreas de fortaleza muybien definidas. España está tra-bajando muy seriamente enequipos de comunicación parasatélites, comunicaciones de seg-mento terreno, en temas dedeterminación orbital, planifica-ción de misiones… En fin, en unaserie de especialidades bastantesignificativas.

¿Y nuestros defectos?

Entre los defectos, y no es unacrítica al sector ni a la industriaen sí, sino más bien al propio sis-tema, deberíamos contar con unPlan Nacional de Espacio muchomás importante del que tene-mos. Si lo tuviéramos podríamosconseguir un mayor peso especí-fico en el concierto europeo, yentrar en algunos nichos actual-mente en manos de otros.

Uno de los principales objetivos de la actividad espacial internacional es planear una misión a Marte




entrevista

Revista del Colegio Oficial de FísicosFísica y sociedad10

Precisamente uno de esosnichos es el denominado «mini-satélites», en el que el INTA haabanderado algunos proyectosde alta tecnología. ¿Qué son ypara qué sirven?

Actualmente existen satélites demás de cuatro toneladas de pesoque obligan a desplegar grandesmedios materiales y económicos ensu lanzamiento. Y eso está muy bienpara ciertos satélites de comunica-ción, pero no tiene sentido en otrasaplicaciones donde no hace faltaemplear plataformas tan podero-sas. De manera que hay todo unsector de importantes aplicaciones,en general las relativas a la investi-gación científica y más concreta-mente a la observación de la Tierra,al que le vale con disponer de satéli-tes de hasta 200-300 kg de peso: losdenominados «minisatélites».

En este nicho de mercado el INTAtiene un programa muy ampliocon el NANOSAT 1, lanzado en

2004, y esperamos poder lanzarel NANOSAT 2 el año que viene.Además, llegados a este punto,merece la pena destacar el pro-grama de «microsatélites», en unestado muy avanzado, que inten-ta ser una plataforma recurrentey estándar para aplicacionescientíficas. Así, la universidad ylos científicos españoles no ten-drán que recurrir a misionesinternacionales para realizardeterminados estudios sino quelos podrán llevar a cabo con unmicrosatélite español.

Uno de los proyectos estrella dela legislatura es la construcciónde dos satélites de observaciónde la Tierra españoles. ¿Qué uti-lidad tendrán?

El programa se ha planteado des-de dos puntos de vista diferentesa la vez que complementarios:uno es el satélite óptico orientadofundamentalmente a aplicacio-nes civiles y otro el satélite radar

de alta resolución con fines mili-tares. El primero de ellos pretendecubrir todo el espectro de laobservación del territorio, dondehay unos planes muy ambiciososliderados por el Instituto Geográ-fico Nacional y aglutina a todoslos responsables autonómicos enla toma de imágenes de formacotidiana, con la intención demejorar los mapas cartográficosde nuestro país, la observación delmedio ambiente, la detección decatástrofes naturales, etc.

En cuanto al radar es un satélitemás de aplicación militar queotra cosa. Desde esta vertiente,disponemos hoy en día de accesoa imágenes de alta resoluciónóptica vía programas internacio-nales, pero a lo que no teníamosacceso era a obtener imágenesde radar, que tienen la ventaja detomar instantáneas tanto de díacomo de noche, lo que se ha dadoen llamar un satélite «todo tiem-po», al no necesitar la luz solarpara sacar fotografías. Ademásevita un problema como la carto-grafía nubosa que, en muchasocasiones, frustra la obtención dedatos. Por no hablar de las posibi-lidades en investigaciones mari-nas, detección de manchas deaceite en el mar…

De esta manera España se dotade un instrumento poderosísimopara avanzar en la teledetecciónen nuestro país, al mismo tiempoque consigue una independenciaoperativa impensable tan solohace unos años. Sin duda, estosprogramas tendrán unas conse-cuencias profundas no sólo en laindustria directa de los satélitessino también en la industria quelos aplica o los explota.

Hemos vivido una época dorada en la exploración automática:las sondas planetarias han dado información muy valiosa sobrenuestro sistema solar



Fernando González García entrevista

Física y sociedad

Director General del INTA

Imagino que la construcción deestos satélites también tieneuna finalidad puramente estra-tégica para tomar posiciones enel contexto internacional.

Efectivamente, hoy en día partici-pamos en programas de obser-vación de la Tierra con una apor-tación en torno al 10%. La nuevasituación nos permitirá partici-par como socios en compañíaseuropeas que tienen satélites,con las que podemos comerciar yhacer negocios de igual a igual.Por ejemplo, no es lo mismo par-ticipar en el GMES con un por-centaje determinado que tenerla posibilidad de aportar imáge-nes de nuestro propio sistema.Eso a nuestra industria le darámuchas más oportunidades.

En cuanto a la vertiente máscientífica y la exploración ¿Cuáles la aportación del INTA? ¿Enqué estamos trabajando?

Desde los años 60 hemos partici-pado prácticamente en todas lasmisiones de exploración espacial.Evidentemente en nuestro ámbitode responsabilidad, que es garan-tizar las comunicaciones con lassondas espaciales. Todavía desdeRobledo de Chavela (Madrid)seguimos mandando comandos ala sonda estadounidense Voyager,que está por ahí perdida en losconfines del Sistema Solar, asícomo a otras sondas que se aca-ban de lanzar. Es decir, ahora mis-mo, desde las estaciones españo-las, tanto la de Cebreros (ESA)como la de NASA en Robledo de

Chavela estamos siguiendo delorden de 15 misiones simultánea-mente. Eso sí, siempre en la partede responsabilidad que nos con-cierne que es garantizar la comu-nicación con las sondas.

Aparte de esta función, lo cierto esque hasta hace poco andaba todobastante parado. Sin embargo, enestos momentos, estamos empe-zando a participar de otra manera.Por un lado, nuestros científicosestán interviniendo en misiones deexploración de la ESA, y por otrolado a través de la participación delCentro de Astrobiología, un centromixto participado por el CSIC y elINTA, cuya razón de ser es la investi-gación de todo lo relacionado con lavida en el Universo: desde la bús-queda de vida en Marte y el Siste-ma Solar en general, pasando por labúsqueda de los instrumentosnecesarios para detectarla, hasta elorigen de la vida en la Tierra y susconsecuencias. Concretamenteahora se está trabajando en unaestación meteorológica que iráincorporada en la próxima misión aMarte, y en un detector que deberíapermitir identificar trazas de orga-nismos vivos en otros planetas.

Para terminar, ampliando elmarco de visión, me gustaríaque nos diera su opinión sobreel Programa Ingenio y los objeti-vos propuestos para 2010 dealcanzar una inversión en I+Dsimilar a la de los países másdesarrollados del planeta.

Desde luego no ha habido otrointento más serio de potenciar la

I+D hasta niveles similares a lospaíses más avanzados. Es verdadque la ciencia es una materiadonde el resultado de las inver-siones no se ven a corto plazo (dehecho en el seguimiento del PlanIngenio todavía no se han regis-trado mejoras muy sustanciales),pero que dará sus frutos en unfuturo. Hemos hecho una apues-ta importantísima para poten-ciar la investigación y el desarro-llo tecnológico, y debemos man-tenerla a medio y largo plazo siqueramos llegar a buen puerto.

No sé si al final de la legislatura sellegará a ese dos por ciento delproducto interior bruto que se pro-ponía en el punto de partida, perosi no se llega estaremos rondandoesa cifra, algo que demuestra laconciencia del Gobierno por laI+D+i para la salud de la sociedad ysu prosperidad.

Desde las estaciones en Robledo de Chavela y Cebreros estamos siguiendo del orden de 15 misiones simultáneamente

Los satélites de observación de la Tierra españoles nos dotaránde un instrumento poderosísimo para avanzar en la teledetección



Juan F. Nebreda Garcíareportaje

Los actos de conmemoración del cincuenta aniversario de la puesta en órbita del Sputnik 1 constitu-yen un marco especialmente adecuado para realizar una revisión sobre la situación del tejido industrialespacial en nuestro país, así como sobre los retos y oportunidades que el futuro pueda depararnos.

EL SECTOR INDUSTRIAL DEL ESPACIO ENESPAÑA: ACTUALIDAD Y PERSPECTIVAS

Para analizar el sector espacial ysus perspectivas, primero convie-ne echar la vista atrás y poner encontexto la realidad actual denuestra industria espacial. Hayque recordar que, en el períodoque va desde el lanzamiento delprimer satélite artificial (1957) ala llegada del primer astronautaa la Luna (1969), la carrera espa-cial era cosa exclusiva de las dossuperpotencias de la época, Esta-dos Unidos y la extinta URSS,empeñadas en una desenfrena-da carrera por demostrar susupremacía tecnológica y militardentro de la denominada «gue-rra fría». El extraordinario esfuer-zo financiero y de todo tipo derecursos aplicado por los dos blo-ques geopolíticos produjo undesarrollo sin precedentes de susindustrias en el que no participóEuropa, que se encontraba enplena fase de reconstrucción trasla Segunda Guerra Mundial.

A partir de finales de los 60, y sobre

todo en la década de los 70, Europase organiza en materia espacialdando un paso decisivo en 1975 conla creación de la Agencia EspacialEuropea (ESA), de la que España essocio fundador. La ESA se convierteinmediatamente en promotor eimpulsor de ambiciosos progra-mas espaciales de colaboraciónentre los países miembros, con elobjetivo de salvaguardar la inde-pendencia europea en el acceso yutilización del espacio. La financia-ción necesaria para abordar estosgrandes programas se realiza condinero público y constituye elmotor imprescindible para poten-ciar el desarrollo de una industriaespacial europea capaz de recupe-rar el tiempo perdido y competir enpocos años con sus homólogosnorteamericanos y rusos.

El mecanismo de «retorno geográ-fico» incorporado en la carta fun-dacional, y por el cual cada Estadocontribuyente al presupuesto delos programas de la ESA tiene dere-cho a recuperar casi la totalidad dedicha contribución en contratospara su industria espacial, actúa deeficaz acicate para que los grandespaíses contribuyentes como Fran-cia, Alemania, Reino Unido o Italiaconsoliden sus empresas en elnivel de Contratistas Principales,mientras que los pequeños contri-buyentes, como es el caso de Espa-ña, procuran convertir sus indus-trias en proveedores de compo-nentes, equipos y servicios especia-

lizados de valor añadido para estosContratistas Principales.

Es importante resaltar que tam-bién a partir de los años 70 se modi-fica la relación espacio guberna-mental/espacio comercial ante elboom de la demanda de serviciosde telecomunicaciones vía satélite(televisión, audio, internet, etc.).Para proporcionar estos servicios senecesitan cada vez mayores satéli-tes geoestacionarios, que son pro-movidos y operados por la iniciativaprivada, abriendo para la industriaespacial un nuevo nicho de merca-do globalizado y no institucional.

De esta cronología de hechos sededuce que a la industria espacialespañola se le podría aplicar en pri-mer término el calificativo de joven,con una buena parte de sus empre-sas en el rango de veinte o menosaños de actividad en el sector, perí-odo que ha sido bien aprovechadopara poder ser asimismo considera-do como un sector industrialmaduro, competitivo e intensivo enI+D+i. El área de mercado querepresentan los programas de laESA ha sido la base del crecimientotecnológico y del volumen de nego-cio de las alrededor de quince socie-dades que actualmente están invo-lucradas en los segmentos de vueloy de tierra de los proyectos europe-os espaciales en curso. El nivel departicipación y responsabilidadesen cada proyecto concreto estácondicionado en principio por el

Nuestro país ha aumentado su protagonismo en los programaseuropeos aprobados por la ESA


Juan F. Nebreda GarcíaEl sector industrial del espacio en España: actualidad y perspectivas

reportaje

13Revista del Colegio Oficial de Físicos Física y sociedad

nivel de financiación pública espa-ñola que el Centro para el Desarro-llo Tecnológico Industrial (CDTI)compromete en su condición deDelegación Española de la ESA.

El volumen de participación espa-ñola en los programas de la ESA haido aumentando desde 1975, des-tacando dos períodos en que esteaumento fue manifiestamenteacelerado. Uno de ellos se constataen la década de los 80 y su efectoinmediato fue la aparición de nue-vas industrias dedicadas al espacioen nuestro país y la contribución aldesarrollo del lanzador Ariane 5, asícomo al vehículo tripulado Hermesy a los primeros proyectos de laEstación Espacial Internacional(ISS), entre otros programas. Unasegunda fase de notable incre-mento de financiación a los presu-puestos de la ESA se viene produ-ciendo en los últimos años, lo quejunto con la aplicación de criteriosselectivos en la asignación dedicha financiación, nos hace estarmuy cerca del nivel del 8% de con-tribución al presupuesto de la ESA.Esta es una cifra comparable con elpeso de nuestro PIB en el conjuntode los países miembros, y sobretodo ha permitido a la industrialiderar la definición y suministro desubsistemas complejos en el áreade cargas útiles para satélites detelecomunicaciones como Amer-his o de avanzados instrumentospara la observación de la Tierracomo SMOS.

Junto a estos primeros hitos en eldesarrollo de subsistemas comple-tos, se ha consolidado y ampliado elnivel de participación industrial enlos nichos de especialidad que yateníamos reconocidos, suministran-do equipos y servicios de alto valorañadido en los programas de nave-gación y posicionamiento comoEGNOS y Galileo, en los grandes pro-yectos científicos y de exploraciónespacial realizados en estrecha cola-

boración con las universidades, loscentros tecnológicos y la comunidadcientífica o en la iniciativa GMES deobservación y monitorización delmedio ambiente a nivel global, porcitar sólo algunos de los más rele-vantes. El abanico de especialidadesque caracterizan a nuestra industriaespacial es muy amplio, resaltandolas estructuras en fibra de carbono,la electrónica de potencia y de con-trol, los equipos de comunicacionesde radiofrecuencia, los de control tér-mico, de propulsión, de soporte devida o de control de órbita, sin olvidarlas actividades de ingeniería dedica-das al desarrollo de software, análisisde misión, calificación de compo-nentes para uso espacial, la concep-ción y certificación de nuevos mate-riales, así como el soporte a las ope-raciones.

Las cifras resumen de la situacióndel sector industrial español en2006 recogidas en la Memoriapublicada por la Asociación Espa-ñola de Empresas del Sector Espa-cial (Proespacio) –asociación queagrupa no sólo a las industrias sinotambién a los operadores naciona-les de satélites Hispasat e Hisde-sat– nos presentan como el quintopaís en términos de facturación yempleo dentro de los países miem-bros de la ESA, con unos datos con-solidados de ventas por encima delos 450 millones de euros y unafuerza laboral de más de 2.500 per-sonas de muy alta cualificación,con un 80% de titulados universi-tarios, estando en amplia mayoríalos ingenieros de distintas especia-lidades y los físicos.

Esta base industrial que dedicamás del 12% de sus recursos a pro-yectos de desarrollo e innovaciónse enfrenta a importantes retos en

el próximo futuro, retos que a lavez constituyen excelentes oportu-nidades de crecimiento y expan-sión para el sector, ya que se tratade responsabilizarse del suminis-tro del Sistema Español de Satéli-tes de Observación de la Tierra.Esta iniciativa conjunta institucio-nal que ha sido recientementeanunciada comprenderá dos pla-taformas dotadas, respectivamen-te, de instrumentos óptico y radar,junto con el segmento terrenopara control y operaciones, y repre-senta un ambicioso ProgramaNacional, por lo que su desplieguecon éxito entre 2010 y 2012 supon-dría el reconocimiento de la capa-cidad de nuestra industria paraintegrar y operar satélites deobservación de la Tierra con el finde proporcionar información y ser-vicios cada vez más demandadospor nuestros ciudadanos.

Como conclusión, podemos afirmarque nos encontramos en unmomento importante para nuestrosector industrial espacial que deberesponder con un compromiso téc-nico, de plazos y de costes al esfuer-zo de contratación de satélites quevienen realizando las Administra-ciones Públicas e Hispasat, lo quejunto con un mayor protagonismoen los programas europeos aproba-dos por la ESA permitirá situar aEspaña en la primera línea de paísesque apuestan por la actividad espa-cial como elemento fundamentalen el desarrollo sostenible de lasociedad.

Juan Nebrera es presidente de Proespacio, la Asociación Españolade Empresas del Sector Espacial.

Somos el quinto país en facturación y empleodentro de los países miembros de la ESA



Isabel Cabeza Vegareportaje

Los satélites y vehículos espaciales están sometidos a fuertes vibraciones y a aceleraciones tanelevadas que pueden llegar a deformar cualquier estructura. Por eso, resulta indispensable rea-lizar ensayos en tierra que verifiquen el funcionamiento de los componentes y equipos en con-diciones similares a las que sufrirán a lo largo de su vida operativa. Este artículo se centra enlos trabajos llevados a cabo en EADS CASA Espacio para el desarrollo de un laboratorio para lamedida de deformaciones micrométricas y la verificación de instrumentos ópticos espaciales.

PONIENDO A PUNTO LAS ESTRUCTURAS

LABORATORIOS Y ENSAYOS EN TIERRA

Las condiciones ambientales a lasque se ven sometidos los vehículosespaciales son muy agresivas. Unsatélite ha de sobrevivir a las car-gas de lanzamiento (aceleracioneselevadas, vibraciones intensas,choques y presión acústica) y, unavez en órbita, operar correctamen-te en el entorno espacial (ausenciade gravedad, alto vacío, variacionestérmicas, radiaciones ionizantes ymeteoroides). Por esa razón, laselección de los materiales y eldiseño estructural de los instru-mentos y equipos resulta de vitalimportancia en el campo aeroes-pacial, ya que será necesario ase-gurar prestaciones tales como altarigidez y resistencia para podersoportar el lanzamiento, o estabili-

dad dimensional frente al entornode vacío térmico orbital.

Una de las competencias deEADS CASA Espacio es el des-arrollo (diseño, fabricación y veri-ficación) de estructuras tanto delanzadores como de satélites. Yaen la década de los 80 la porentonces División Espacio deCASA se manifestó como una delas referencias europeas en eldiseño y fabricación de estructu-ras de alta estabilidad.

Se trata de estructuras utilizadaspara la realización de instrumen-tos que no admiten prácticamen-te deformación para su correctofuncionamiento. Muchas de ellas

están basadas en el uso de mate-riales compuestos, a base de fibrade carbono embebida en resina,matriz metálica o cerámica. Lainstrumentación óptica es la quemás demanda el uso de este tipode estructuras (telescopios deobservación estelar y de la Tierra,interferómetros, sensores ópti-cos), aunque también se utilizanen reflectores de antenas de saté-lites de telecomunicación o sen-sores de gravedad, entre otros.

A finales de los 80, una de lascarencias de la División Espacio deCASA era la imposibilidad de verifi-car las estructuras de alta estabili-dad que diseñaba y fabricaba. Porello, se planteó el reto de desarro-

¬EA

DS

CASA

Esp

acio



Isabel Cabeza VegaPoniendo a punto las estructuras. Laboratorios y ensayos en tierra

reportaje

Física y sociedad

Son muchas las cargas a las que está sometido un satélite y,por tanto, muchas las causas que pueden generar deformaciónde una estructura

llar un laboratorio que permitieramedir las prestaciones de estabili-dad dimensional de dichas estruc-turas. De esta forma, se dotaría deun importante valor añadido a taltipo de productos: la posibilidad deentregarlos al cliente verificadosexperimentalmente.

El planteamiento del problema

Como ya se ha dicho, son muchaslas cargas a las que está sometidoun satélite y, por tanto, muchas lascausas que pueden generar defor-mación de una estructura. Una delas más importantes es la variaciónde temperatura que se produce enlos elementos del satélite debido asu distinta orientación respecto alas fuentes de radiación térmica(sol, espacio profundo y albedoterrestre) en su recorrido orbital.

La temperatura de los componen-tes en el exterior del satélite (comoes el caso de los reflectores de lasantenas de telecomunicación)puede llegar a variar hasta 300 ºC(entre +120 ºC y -180 ºC), mientrasque los elementos interiores varí-an mucho menos, unos 100 ºC(entre +60 ºC y -40 ºC) al no estardirectamente sometidos a laradiación térmica exterior. En elcaso de instrumentos ópticos, lavariación de temperatura suele sermucho menor, en torno a 50 ºC(entre +40 ºC y -10 ºC) gracias alcontrol térmico de que se les dota.

Por otro lado, para ser embarcadoen un satélite, un instrumentoóptico ha de alinearse en tierraantes del lanzamiento y este aline-amiento se ha de mantenerdurante toda la vida operativa dela misión para la que se ha diseña-

do. La estabilidad exigida dependedel tipo de instrumento. Uno delos casos más críticos son los teles-copios, en los que la distanciaentre espejos debe mantenerse,respecto a su posición nominal, enel rango de las micras (10-6 m).

Un análisis de las dimensionesde los instrumentos, las estabili-dades requeridas y las variacio-nes del entorno ambiental noslleva a la conclusión de que lasestructuras deben diseñarsepara asegurar estabilidades,frente a variaciones térmicas,entre 1 y 100 micras. Ello condu-ce a la utilización de materialesde coeficiente de expansión tér-mica, a = ΔL/(L·ΔT), del orden de,o inferiores a, 10-6 m/(m·K).

Para poder verificar las prestacionesde estabilidad dimensional de taltipo de estructuras, se necesita unatécnica de medida con precisiónsubmicrométrica, lo que implica eluso de métodos sin contacto. Comode lo que se trata es de medir varia-ciones de longitud, y no longitudesabsolutas, lo más adecuado eshacer uso de técnicas interferomé-tricas, y es aquí donde se manifes-taba el reto más complejo.

La interferometría es una técnicamuy potente para la realizaciónde medidas diferenciales micro-métricas, ya que es capaz de ase-gurar resoluciones de hasta elnanómetro (10-9 m). Sin embargo,la interferometría exige unasuperficie de trabajo muy esta-ble, es decir, requiere aislamientosísmico. Por otro lado, mientrasque los especímenes objeto deensayo deben estar bajo entornode vacío térmico, la interferome-

tría exige el uso de elementosque son claramente incompati-bles con vacío y entornos térmi-cos variables: un láser estabiliza-do en frecuencia y una cámaradigital para recepción de imagen.

Con todo lo anterior, el desarrollode la instalación de ensayos quese planteaba debería permitir:

· controlar un entorno de vacíotérmico variable en los especí-menes objeto de ensayo

· configurar una o varias cavida-des interferométricas en lasestructuras en función de lasprestaciones a verificar

· asegurar aislamiento sísmico· por último, instalar la óptica y los

¬ Verificación de la estabilidad dimensionalde la estructura del satélite GOCE de la ESA.EADS CASA Espacio


equipos auxiliares requeridos porla técnica interferométrica fueradel entorno de vacío térmico.

La solución

Creación del entorno ambientalEl entorno de vacío se crea en elinterior de una cámara de vacío,dotada con un equipo de bom-beo que permite alcanzar unapresión de hasta 10-5 mbar(1mbar ≈ 10-3 atm). Para facilitarlos montajes de ensayo, la cáma-ra de vacío se abre por su gene-ratriz, pudiendo retirarse su par-te superior. La parte inferior esfija y lleva todas las conexiones.

Para proporcionar el ambiente tér-mico controlado sobre los especí-menes objeto de ensayo existe unconjunto de camisas térmicas quese pueden configurar de formamodular. Así, el ambiente térmico,que se configura en el interior de lacámara de vacío y es exclusivamen-te radiativo, se puede adaptar acada ensayo en función de la formay dimensión del espécimen y de lasprestaciones a verificar. El controla-dor (tipo PID) tiene 4 grados delibertad, lo que permite crear gra-dientes térmicos a voluntad. Losgradientes térmicos son uno de losfactores más degradantes de laestabilidad dimensional. El rangode temperaturas que se puedealcanzar está entre -50 ºC y +100 ºC.

El aislamiento sísmicoEn el interior de la cámara de vacíose instaló una mesa óptica queconstituye la superficie de montajede las estructuras a verificar. Lamesa óptica se apoya sobre un blo-que sísmico, el cual permite aislarla superficie de trabajo de las per-turbaciones exteriores (aquellasque provienen del exterior de lacámara de vacío). La mesa ópticatiene su propio sistema amorti-guador para minimizar las pertur-baciones de la cámara de vacío. De

esta forma la superficie de monta-je alcanza la estabilidad requeridapor la interferometría.

La técnica interferométricaAunque se pueden configurardistintos tipos de interferómetro,el más adecuado para la medidade distorsión axial es un interfe-rómetro tipo Fizeau. Tal interferó-metro da como resultado unaimagen de franjas paralelas yequidistantes, que se caracteri-zan por tres parámetros: inter-franja, inclinación y fase.Los parámetros de la imagendependen de la posición relativaentre los espejos que forman lacavidad interferométrica. Cuan-do el espécimen se deforma, losespejos cambian su posiciónrelativa y por tanto la imagencambia. Midiendo la variación de

los parámetros de la imagen sepuede determinar la deforma-ción sufrida por el espécimen. La calidad opto-mecánica y elprocesado de imagen (desarro-llado a medida) permiten alcan-zar una resolución en la medidade deformación axial de 0,03mm, para un rango de deforma-ciones de entre 1 mm y 500 mm.

Con excepción de las cavidadesinterferométricas, todos los com-ponentes ópticos necesarios(láser, óptica auxiliar y cámara derecepción de imagen) se han ins-talado en una mesa óptica, sopor-tada por el bloque sísmico, fuerade la cámara de vacío. El accesoóptico entre el interior de lacámara de vacío y el exterior sehace a través de las ventanas dela «tapa» de la cámara de vacío.



reportaje

¬ Esquema óptico del interferómetro para la medida de deformación axial

¬ Imagen interferométrica




reportaje

Física y sociedad

Un instrumento óptico ha de alinearse en tierra antes del lanzamiento y este alineamiento se ha de mantener durantetoda la vida operativa de la misión

La ubicaciónDadas las características del sis-tema, resultó imprescindible suubicación en un área limpia. Lainstalación es una sala de clase10.000, con temperatura yhumedad relativa controladas.

El resultadoTeniendo en cuenta la técnica demedida, la instalación de ensa-yos se denominó «Sistema Ópti-co de Medida». Su acrónimoOMS proviene de las siglas eninglés y así se le conoce en elsector espacial europeo.

Aunque el objetivo inicial del sis-tema era la medida de distorsio-nes micrométricas, actualmentese puede decir que el OMS es unlaboratorio óptico con capacidadpara trabajar en un ambiente devacío térmico.

El contexto del desarrolloLos requisitos funcionales básicosdel OMS fueron elaborados por laESA. El desarrollo del sistema fueuna inversión de CASA, parcial-mente financiado por el INI y elCDTI. Siempre que fue posible, seinvolucró a la industria españolaen la fabricación de componentes.

El desarrollo del OMS duró casi 4años, desde mediados de 1989hasta marzo de 1993, en que estu-vo completamente operativo.

Aplicaciones y uso del laboratorio

Desde 1993 el OMS se ha utilizadoen gran cantidad de proyectos, tan-to de desarrollo como de aplica-ción. Uno de los primeros trabajosconsistió en una serie de ensayospara la medida del coeficiente de

expansión térmica de los materia-les seleccionados para la estructu-ra de un telescopio militar. Con eltiempo, este tipo de ensayos se haestandarizado para distintos tiposde probetas: planas, tubos y confi-guraciones en «sándwich».

Aunque conceptualmente elOMS no ha variado desde su des-arrollo, la demanda de distintostipos de ensayos lo ha hechoevolucionar, fundamentalmenteen el desarrollo e implantaciónde nuevas técnicas de medida.Actualmente, el OMS cuenta conlas siguientes capacidades:

· Medida del coeficiente de expan-sión térmica.

· Verificación de la estabilidaddimensional de muy distintosespecímenes, tanto por someti-miento a un entorno de vacío (pér-dida de humedad de materialeshigroscópicos), como por excursio-nes y gradientes térmicos.

· Ejecución de ensayos funciona-les de equipos de satélites enun entorno de vacío térmico.

· Verificación de la estabilidaddel frente de onda de elemen-tos ópticos.

· Medidas de deformación angu-lar estructural, aplicando deflec-tometría óptica.

Además del uso en proyectos inter-nos de EADS CASA Espacio, el OMSha sido utilizado por institucioneseuropeas tales como la ESA y elCERN, por la industria espacial euro-pea (Aerospatiale, Alenia, Alcatel,Dornier, Bertin, MMS…) y por centrosde investigación españoles (IAC,CAB, Universidad Miguel Hernán-dez y Universidad de Cantabria).

Por último, cabe reseñar uno de los

ensayos más recientes realizados: laverificación de prestaciones de losprimeros prototipos de sensoresópticos de alta precisión (High Preci-sion Optical Metrology). Dichos sen-sores están siendo desarrolladospor la ESA para ser aplicados en elvuelo de satélites en formación. Setrata de una de las tecnologías máspunteras que existe en el mundoespacial, pues deben ser capaces demedir la posición relativa y absolutaentre satélites con precisión nano-métrica (10-9 m). Uno de los usos porexcelencia de estos sensores será lafutura misión Darwin, que se conci-be como una flotilla de satélitespara configurar un interferómetrocapaz de detectar planetas simila-res a la Tierra.

Isabel Cabeza Vega es doctora enCiencias Físicas por la UniversidadComplutense de Madrid. En 1989 seincorpora a EADS CASA Espacio, don-de actualmente es responsable de laSección de Proyectos Avanzados.

Quiero expresar mi profundo agradec-imiento a Gonzalo Galipienso Calatayud,responsable del Departamento de Tec-nología y Desarrollo de CASA hasta elaño 1998. Sin su constante apoyo e ines-timable colaboración, el desarrollo delSistema Óptico de Medida no habría lle-gado a buen puerto.

¬ Montaje para la verificación de prestacio-nes de sensores ópticos de precisión nanométrica. EADS CASA Espacio



Carlos Herranz Dorremocheareportaje

El 99 % de la masa de la atmósferade nuestro planeta se extiendeentre el suelo y unos 30 km de altu-ra. Los fenómenos meteorológicos,incluyendo el color azul del cielo,suceden ahí. De hecho, la mitad detodo el aire está situado tan sólopor debajo de los primeros 6 km,donde también se aloja la prácticatotalidad de la vida. Más arriba, lascondiciones raramente están encalma. La atmósfera está achatadadebido a su rotación, y no terminaabruptamente, sino que se diluyede manera exponencial con la altu-ra. Además, se hincha y se deshin-cha debido al calentamiento diarioy estacional, a los «tirones» gravi-tatorios del Sol y la Luna y a lasvariaciones cíclicas en la radiaciónsolar, por lo que resulta problemá-

tico establecer de modo inequívo-co dónde empieza propiamente elespacio. El límite es tan difuso quea pocos cientos de kilómetros dealtura se habla tanto de la atmós-fera externa como del espacio cer-cano.

El camino al espacio

Aunque no está tan lejos, la dificul-tad en ir al espacio reside en que ladistancia hasta él es en vertical, loque implica un enorme gasto deenergía para vencer el peso y pro-porcionar avance. Para ello no pue-de usarse el vuelo sustentado en elaire, pues por encima de 20 kmempieza a ser difícilmente posiblepor su escasez. Algunos globos,rellenos de gases muy ligeros, pue-

den ascender más, por flotación,hasta los 40 km. Pero más arribalas leyes físicas que dominan elmovimiento de un objeto empie-zan a ser únicamente las de laastrodinámica.

La forma más directa de enviar algoal espacio es una trayectoria ascen-dente para salir rápidamente de labaja atmósfera (eso sí, con una velo-cidad de varios kilómetros porsegundo). Después, el rozamientodel aire es tan tenue que se puedeinterrumpir el empuje y seguirsubiendo por inercia, mientras se escontinuamente frenado por laatracción terrestre, que acaba pordetener el movimiento de ascen-sión y precipitar la caída, describién-dose un inmenso arco balístico.

El espacio exterior representa ese nuevo horizonte al que nos asomamos en nuestra épocabuscando ensanchar nuestras fronteras. Pero la mayoría no podemos viajar hasta él y nues-tra experiencia de toda la vida no nos sirve para entender este nuevo ambiente, en el que laintuición nos engaña. Así, no es de extrañar que asumamos fácilmente la imagen deformadaque sobre el espacio nos transmite a menudo el cine fantástico.

IR AL ESPACIO UNA INTRODUCCIÓN A LA ASTRONÁUTICA

La exploración del espacio ya había comenzado diez años antes delanzarse el Sputnik



Carlos Herranz DorremocheaIr al espacio. Una introducción a la astronáutica

reportaje

Física y sociedad

Después sobreviene el reingresoen la atmósfera, también con unfrenado progresivo, pero esta vezdebido al rozamiento con el aire,que es cada vez más denso, alcontrario que en la subida. Si elobjeto lanzado no está prepara-do con una forma aerodinámicay un recubrimiento resistentepuede destruirse debido al calorque se genera.

Desde mediados de los años cua-renta la tecnología de cohetes hizofactibles estas incursiones en elespacio. Por ello, la exploración desus características y de sus efectossobre los seres vivos ya habíacomenzado más de diez añosantes del lanzamiento del primersatélite artificial. Este método seusa aún para llevar al espacio algu-nos instrumentos o experimentosautomáticos, por ser mucho másbarato y rápido de preparar, ade-más de resultar imprescindiblepara realizar medidas in situ entrela altura máxima alcanzable conglobos y la altura mínima posiblepara un satélite. A cambio, el tiem-po de permanencia en el espacio esbreve, de unos 10 ó 20 minutos.

Las órbitas

En el espacio no se puede per-manecer sin más, no hay unasuperficie en la que estar. Inme-diatamente se empieza a caer,igual que en la Tierra si perde-mos el apoyo. La fuerza de atrac-ción ha disminuido, aunque notanto como pueda creerse (de9,8 m/s2 a nivel del mar a 9,2m/s2 a 200 km de altura). Así quela única manera de poderse que-dar allí es no dejar de moverse,aunque de un modo particular.

Si prescindimos del rozamiento

del aire y nos dedicamos a tirarpiedras desde una montaña, alsoltarlas caerán en vertical al sue-lo. Si las tiramos horizontalmentedescribirán una trayectoria des-cendente, recorriendo una deter-minada distancia, en función denuestro impulso. Pero si fuéramoscapaces de lanzar piedras a milesde kilómetros, como la Tierra esesférica, conforme las piedras des-cendieran también la superficiese iría curvando apreciablementepor debajo y las piedras tardaríanaún más en dar contra el suelo.

Llegaría un momento en que darí-amos a una de ellas una velocidadtal que su ritmo de caída seríaigual al ritmo de curvatura de lasuperficie. Esa piedra, en realidad,nunca llegaría a «caer», sino quese mantendría siempre a la mismaaltura con respecto al suelo, y conla misma velocidad que le dimos allanzarla. Al cabo de una hora yveintitantos minutos volvería aaparecer por detrás nuestra, com-pletaría una vuelta y continuaríaasí indefinidamente, si nada leestorbara en su camino. Diríamosque nuestra piedra se encuentra«en órbita» circular y que se haconvertido en un «satélite» denuestro planeta.

Por supuesto, esto no es posible aalturas relativamente pequeñas,pues las velocidades necesariasresultan ser de casi 8 km/s (unos28.800 km/h) y la atmósfera frena-ría la piedra y la destruiría porcalentamiento. Por eso no seponen satélites por debajo de unos150 km de altitud, y aun en ese casoson fuertemente frenados y forza-dos a ir perdiendo altura en cues-tión de días, describiendo una órbi-ta espiral hasta que vuelven aentrar en la atmósfera baja.

Dado que no hay montañas tanaltas, para poner un satélite de ver-dad normalmente se despega envertical y se va curvando la trayec-toria hasta ponerla horizontal a laaltura buscada. Entonces se da elúltimo impulso necesario para lapuesta en órbita, tras lo cual elmovimiento se mantiene solo.Afortunadamente, un satélite yatiene ganada una velocidad nadadespreciable debido a la propiarotación de nuestro planeta, hastaunos 0,5 km/s si es desde el ecua-dor. Por ello la mayoría de los saté-lites «circulan» de oeste a este.

Una órbita circular implica un mar-gen de error muy pequeño, demodo que si la velocidad alcanzadaes menor que la requerida, la tra-yectoria se queda en un largo vuelo

La única manera de poderse quedar en elespacio es no dejar de moverse

¬ Lanzamiento del cohete balístico Maxus 4desde el norte de Suecia en 2001. La carga útilse recuperará en paracaidas a 80 km de labase. ESA/ESRANGE/Lars Thulin




reportaje

balístico. Pero si es mayor, lo que sepuede obtener son distintas órbitasde forma elíptica que pasan por elmismo punto, una característicapara cada velocidad. Las órbitaselípticas tienen una zona de mayoracercamiento a la Tierra (llamada elperigeo) y otra de mayor alejamien-to (el apogeo) donde el satélite vamás lento. Cuanto mayor es la velo-cidad inicial tanto más alargada esla elipse que resulta, hasta unos 11km/s, en que la órbita es tan alarga-

da que el objeto ya no se convierteen un satélite terrestre, sino queescapa de la Tierra y acaba comosatélite del Sol. A partir de unos 17km/s ni siquiera el Sol logra retener-lo, y el objeto es capaz de escaparsin retorno.

Existe un órbita circular particular-mente interesante allí donde unsatélite tarda en dar una vuelta lomismo que tarda la propia Tierra,es decir, un día. De este modo, vistodesde la Tierra, es como si el satéli-te estuviera quieto en el cielo, y porello recibe el nombre de «órbitageoestacionaria». Esto sucede aunos 36.000 km de altura, y tieneimportantes aplicaciones parasatélites que necesitan estar siem-pre sobre el mismo lado de la Tie-rra, como algunos meteorológicos

o de telecomunicaciones. Gracias aesta órbita podemos fijar nuestrasantenas parabólicas en las facha-das y tejados sin miedo a perder laseñal de televisión, a pesar de queel satélite no cesa de moverse aunos 3 km/s.

El medio espacial

El espacio es un lugar inhóspito y defuertes contrastes, lo que dificultasu habitabilidad. En primer lugar, seencuentra prácticamente vacío, porlo que es necesario permanecer abordo de naves, estaciones o trajesde astronauta, donde se mantieneun ambiente artificial presurizado yrespirable. La inexistencia de airefacilita que entre metales puestosen contacto se establezcan enlacesmoleculares, ocasionando soldadu-ras espontáneas que pueden blo-quear los mecanismos. Los lubri-cantes no ayudan, pues en vacío

terminan por sublimarse y desapa-recer. Otra consecuencia del vacíoes que el sonido no se transmitepor el espacio.

Desprovistos del resguardo de laatmósfera, se está tambiénexpuesto a los rayos ultravioletay a otras radiaciones de origencósmico perjudiciales paramáquinas y seres vivos, como elviento solar, que se pone demanifiesto cuando impacta con-tra los átomos de la alta atmós-fera. Estos se calientan y brillanpor el exceso de energía ganado,«pintando» y haciendo visible elespacio con colores característi-cos de los distintos elementos.

Por el espacio circulan además agran velocidad una infinidad de

meteoroides, que originan boni-tas estrellas fugaces al chocarcon la atmósfera, pero que cau-san desgaste y daños en venta-nillas, paneles e instrumentosde los vehículos espacialesexpuestos mucho tiempo a laintemperie espacial.

El Sol sale con rapidez si se estáen órbita, una vez por cada vuel-ta a la Tierra, y se pone otras tan-tas veces. Su luz directa esmucho más cegadora, y al nodifundirse apenas por elambiente, las sombras puedenser realmente intensas, sólomitigadas por la luz devueltadesde la Tierra. Por eso, filtros ylinternas son necesarios porigual. Dado que tampoco el calorpuede distribuirse por el espaciomediante convección o conduc-ción, en el lado iluminado de unobjeto la temperatura se hace

muy elevada por la radiacióndesde el Sol, mientras que en ellado en sombra desciende atemperaturas gélidas. Se suelealternar la orientación de lasnaves para no someterlas decontinuo a ninguno de los dosextremos.

Existe, de todos modos, suficientegas como para comprometer porel rozamiento la vida de los satéli-tes cuyas órbitas (o parte de ellas)estén a menos de unos 1.000 km.El proceso es inexorable, aunquehagan falta muchos años paraello. A distancias de unos 500 kmya sucede en cuestión de pocosaños, dependiendo del tamaño,forma y masa del satélite. Porregla general, a unos 600 km dealtura se pierde un metro por

¬ Aurora sobre Canadá captada desde la Esta-ción Espacial Internacional. En ocasiones losastronautas pasan a su través. NASA

La Estación Espacial Internacionalrequiere un frecuente y costoso ajuste orbital para no caer




reportaje

Física y sociedad

cada vuelta al planeta, a unos 400km se desciende una docena demetros y a unos 200 km ya sepierde una centena de metros porórbita. Cualquier base tripuladaen el espacio cercano, como laEstación Espacial Internacional,requiere por tanto un frecuente–y costoso– ajuste de su órbitapara no caer con el tiempo.

La microgravedad

En el espacio las nociones de «arri-ba» y «abajo» se desvanecen y seconvierten en un asunto de puraconvención. Sin embargo, esto noes una característica inherente almedio ambiente espacial sino unaconsecuencia de un estado demovimiento. La ingravidez seexperimenta también en cual-quier situación de elevación concaída libre, cuando la inercia de laascensión compensa el pesodurante unos minutos o momen-tos, como en vuelos balísticos oparabólicos, vuelos con turbulen-cias, badenes de la carretera,ascensores o atracciones de feria.

En una órbita esta falta de pesose experimenta indefinidamen-te, pues la atracción gravitatoria

se encuentra continuamenteequilibrada por la fuerza centrí-fuga de la rotación en torno a laTierra. Como en realidad existenminúsculas aceleraciones debi-das a la excentricidad de la órbi-ta, al rozamiento externo, a lasmaniobras del vehículo y a vibra-ciones originadas por aparatos opor las personas, se prefieredenominar a este fenómenocomo «microgravedad».

En cualquier caso, en el espacio lagravedad no desaparece sino que,al estar en órbita, sus efectos secompensan, y dado que todo loque ocurre en la Tierra se encuen-tra sometido a la influencia de lagravedad, ello resulta de gran inte-rés para facilitar la observación defenómenos más sutiles que seenmascaran o se entorpecen porla acción de esta fuerza. En condi-ciones de microgravedad se consi-gue mucha más eficacia en losprocesos de cristalización, mezclao separación de compuestos, tan-to orgánicos como inorgánicos,razón por la que los laboratoriosespaciales son de gran utilidadpara la investigación biológica,médica y de materiales, y –aunquetodavía no a escala productiva–

también en metalurgia, farmacia yelectrónica.

Al lado de estas ventajas, la ausen-cia de peso es, junto a la irradia-ción, la principal dificultad para lapermanencia prolongada de per-sonas en el espacio. Los procesosimprescindibles para el desarrollode la vida, como la respiración, ladigestión y eliminación de resi-duos, la circulación interna de flui-dos, etc., son perfectamente posi-bles en órbita y el organismo sereajusta a la nueva situación trasalgunos trastornos iniciales. Losmayores problemas consisten endesorientación, mareos y una pro-gresiva descalcificación de los hue-sos y pérdida de masa muscular,como consecuencia de su pocautilización. Se produce tambiénuna redistribución de los líquidos,que tienden a acumularse en laparte alta del organismo, causan-do hinchazón en la cara, conges-tión y dolores de cabeza. Se modi-fican incluso ligeramente la esta-tura, el timbre de voz, o el gusto yel olfato. Pero con dieta y régimende ejercicio adecuados una perso-na puede mantenerse con saluden el espacio durante muchosmeses. Afortunadamente, todoello parece resultar reversible alregreso a la Tierra, tras un periodode recuperación proporcional altranscurrido en el espacio.

Carlos Herranz es físico y responsa-ble del Área de Comunicación delCOFIS.

¬ Bola de agua ingrávida ante el astronauta Leroy Chiao, en la 10ª expedición a la Estación Espacial Internacional. NASA

Las nociones de«arriba» y «abajo»se convierten en un asunto depura convención



Pilar Román Fernándezreportaje

La ESA se constituye en 1975 a par-tir de la fusión de dos organizacio-nes previas, ESRO y ELDO, queestaban dedicadas a la investiga-ción en satélites y lanzadores, res-pectivamente. El objetivo de laAgencia es la elaboración de unprograma espacial europeo quecontribuya a aumentar el conoci-miento acerca de la Tierra, nuestroSistema Solar y el Universo, así

como desarrollar tecnologías yservicios basados en satélites ypromover la industria espacialeuropea.

La ESA se organiza a través deComités. El más importante es elConsejo, que es su órgano degobierno y donde se dan las direc-trices políticas básicas en las que sebasa la Agencia. Además del Con-sejo, existen una serie de Comitésque están especializados en cada

uno de los grandes Programas(o áreas) que desarrolla la

Agencia, como son elPrograma de Lanza-

dores, de Obser-vación de la

Tierra, deNavega-

ción, deCien-

cia,

etc. Cada uno de los países perte-necientes a la ESA, que actualmen-te son 17, está representado en elConsejo y en los distintos Comitésy tiene un voto, al margen de sutamaño o contribución económicaa la organización.

El Programa Científico

Sin duda alguna, una de las activi-dades más emblemáticas de la ESAes la desarrollada en su ProgramaCientífico, ya que, aparte de propor-cionar, a través de sus 15 satélitesen operación, una importantísimacosecha de resultados científicos,es uno de los programas conmayor impacto en la opinión públi-ca (como se mostró por el interésdespertado durante el aterrizaje dela sonda Huygens en Titán en ene-ro de 2005 o el impacto del satéliteSMART-1 sobre la superficie lunaren septiembre de 2006). Pero tam-bién es el programa que abre la víamás natural para la colaboracióninternacional, siendo muy habitua-les las misiones conjuntas ESA-NASA, como es el Telescopio Espa-cial Hubble, o con otras agenciasespaciales como la rusa Roskos-mos, la japonesa JAXA, etc.

En su haber cuenta con misionesque han conseguido colocar aEuropa en la vanguardia demuchas disciplinas científicas.Entre ellas se puede citar:

IUE (1978): dedicado a la medidade espectros ultravioleta deobjetos celestes, el International

La Agencia Espacial Europea (ESA) es la puerta de acceso de Europa al espacio. Su misión con-siste en mejorar la capacidad espacial del Viejo Continente y garantizar que la inversión en acti-vidades espaciales siga reportando beneficios a los propios ciudadanos. En este artículo serepasa el funcionamiento de esta institución, sus objetivos y su programa científico actual

LA AGENCIA ESPACIAL EUROPEA Y SUPROGRAMA CIENTÍFICO

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ESA



Pilar Román FernándezLa Agencia Espacial Europea y su programa científico

reportaje

Física y sociedad

El programa espacial de la ESA contribuya a aumentar el conocimiento de la Tierra, nuestro Sistema Solar y el Universo

Cada proyecto del Programa Científico se plantea al límite de la ciencia y la tecnología

Ultraviolet Explorer ha sido elsatélite de astronomía conmayor duración (hasta 1996).

Hipparcos (1989): ha producidoel estudio de posición más exac-to de más de 100.000 estrellas.

SOHO (1995): estudia el interiordel Sol y su corona, y todavíaestá en operación.

XMM-Newton (1999): el X-rayMulti-Mirror es una misión deastronomía de rayos X que hadetectado millones de nuevosobjetos. Aún es operacional.

Mars Express (2003): su objetivoes la búsqueda de agua en Mar-te, y continúa en operación enórbita marciana.

Estas misiones representan sólouna muestra de los logros conse-guidos por el Programa Científico.

Características del Programa

El Programa Científico, conjunta-mente con las Actividades Bási-cas, forma parte del único Progra-ma Obligatorio de la ESA. Es decir,cada país miembro forzosamente

tiene que participar en él y es jus-tamente esta característica deobligatoriedad lo que le confiereuna gran estabilidad y constituyela columna vertebral de la Agen-cia. El resto de los Programasposeen una naturaleza opcional,de manera que los países decidensu participación de forma volun-taria y en la cuantía que conside-ren adecuada en función de susintereses industriales y científicos.

El objetivo del Programa no esotro que aumentar el conoci-miento en temas de Astronomía,Física Fundamental y SistemaSolar. Para ello se plantea comoreto responder a preguntas relati-vas al Universo y al lugar que ocu-pamos en él tan apasionantescomo: ¿Cuáles son las condicio-nes necesarias para la formaciónde los planetas y la aparición de lavida? ¿Cómo funciona el SistemaSolar? ¿Cuáles son las leyes fun-damentales que rigen el Univer-so? ¿Cómo se originó el Universoy de qué está constituido?

Para resolver estas cuestiones, lapropia comunidad científica euro-pea propone las misiones o satéli-tes a la ESA, participando así de

manera muy relevante en la defi-nición del contenido del Progra-ma. Tras un complejo sistema deevaluación, en el que tambiénintervienen los científicos a travésde una serie de grupos asesores,se seleccionan los mejores proyec-tos, que pasarán a ser adoptadosformalmente por el Comité delPrograma Científico y desarrolla-dos en el seno de la ESA.

El Programa cuenta con un presu-puesto anual de 400 millones deeuros, de los cuales un 7,5% corres-ponde a la contribución española,que ocupa el quinto lugar des-pués de Alemania, Francia, ReinoUnido e Italia. Con estas aporta-ciones, se financia el desarrollo yconstrucción de los satélites, sulanzamiento y operación. En elcaso de España los fondos sonaportados por el Ministerio deIndustria, Turismo y Comercio através del Centro para el Desarro-llo Tecnológico Industrial (CDTI).Este organismo se encarga ade-más de la delegación de Españaen el Comité del Programa y reali-za labores de promoción y segui-miento para asegurar una buenaparticipación, tanto científicacomo industrial, en el Programa.

¬ Hielo sobre el fondo de un cráter marciano. ESA



Pilar Román FernándezLa Agencia Espacial Europea y su programa científico

reportaje

Por otro lado, los satélites estánequipados con un conjunto deinstrumentación científica, ladenominada carga útil. Esta ins-trumentación se financia por lasAgencias Nacionales de los res-pectivos países que participan ensu desarrollo. En España, el Minis-terio de Educación y Ciencia es elresponsable de financiar estasactividades, a través de su Progra-ma Nacional de Espacio, de formaque es muy necesaria la coordi-nación y colaboración de los dosministerios mencionados.

Las misiones en fase de desarrollo

El Programa se desarrolla a travésde un conjunto de misionesenglobadas en un marco generalal que se denomina Cosmic Vision.Actualmente se encuentra endesarrollo el Cosmic Vision corres-pondiente al período 2005-2015 ydentro de él se están preparandolas siguientes misiones:

Herschel y Plank (2008): son dosmisiones de astronomía con lan-zamiento conjunto. Herschel es unobservatorio en el infrarrojo detipo general mientras que Plankestá optimizado para el estudiode la radiación cósmica de fondo.

LISA Pathfinder (2010):es un proyec-to de validación tecnológica parauna futura misión de física funda-

mental denominada LISA y que sededicará a la detección y estudio delas ondas gravitacionales.

Gaia (2012): tiene como objetivohacer un mapa de la Vía Lácteaobservando más de mil millonesde estrellas.

BepiColombo (2013): realizará unestudio de Mercurio.

James Web Space Telescope (2013):se desarrolla en colaboración conNASA. Está considerado como elsucesor del telescopio Hubble.

Solar Orbiter (2015) realizará unestudio del Sol desde una cerca-nía sin precedentes. Aún está afalta de adopción formal por elComité del Programa Científico.

La participación española en lasmisiones de la ESA, tanto porparte de la comunidad científicacomo del sector industrial, estáen fase de continuo crecimiento.No obstante, uno de los retospendientes es aumentar laimportancia de nuestro papel enlas mismas y conseguir unmayor liderazgo en el desarrollode instrumentos y sistemas delos satélites.

El futuro del Programa Científico

Cada proyecto del Programa Cien-tífico se plantea al límite de la

ciencia y la tecnología. Por ello,cada misión representa un avanceen ambos campos y hace necesa-rio que se proyecte con muchosaños de antelación. De hecho, yase está trabajando en el siguienteCosmic Vision que abarcará elperiodo 2015-2025. El procesoarrancó en 2004 con un concursode ideas lanzado por la ESA a lacomunidad científica. A partir delas 150 respuestas recibidas, seelaboró el esquema a seguir y enla primavera de 2007 se publicó laconvocatoria para dos nuevasmisiones que serán lanzadas en2017 y 2019, respectivamente.

Conseguir el éxito de misionestan complejas con el presupuestoanual disponible (equivalente auna taza de café al año por ciuda-dano europeo) no es tarea fácil.Sin embargo, a pesar de los éxitosdel Programa y de la profundidadde sus objetivos, en los últimosaños está sufriendo una erosiónen su presupuesto cuyas causasno están claras y probablementeresidan en razones políticas.

España, a través del CDTI y la dele-gación en la ESA, es uno de los paí-ses defensores de un ambiciosoPrograma Científico. Esta actitudse basa en la convicción de laimportancia de un Programa des-arrollado por y para la ciencia y,por lo tanto, bien merecedor deun fuerte apoyo.

El presupuesto anual disponible para el Programa Científico equivale a una taza de café al año por ciudadano europeo

Pilar Román es Licenciada en Cien-cias Físicas, y en 2001 se incorporó ala Dirección de Aeronáutica, Espacioy Retornos Industriales del CDTI.Actualmente es la Delegada denuestro país en el Programa Científi-co de la ESA.

¬ El Comité del Programa Científico de la ESA. ESA



Manuel Serrano Arizareportaje

EL CDTI Y LOS PROGRAMASESPACIALES ESPAÑOLESDesde hace 20 años el CDTI es el organismo responsable de la relación española con la ESA.Además es el encargado de gestionar el Programa Nacional de Espacio, así como los progra-mas bilaterales con otras agencias espaciales distintas a la ESA y los programas de retornosindustriales derivados de las compras civiles o militares de satélites que realiza España.

El 50 aniversario del lanzamien-to del primer satélite artificialque orbitara la Tierra, el Sputnik 1el 4 de octubre de 1957, es un hitoque marca un antes y un des-pués en la historia y una nuevaactividad humana sin la cual elmundo actual sería difícilmenteconcebible.

El conocimiento del Universo y lasaplicaciones a la vida modernaque se han conseguido con la acti-vidad espacial son innumerables:una nueva visión del Sistema Solary del universo estelar y galáctico,nuevas ideas sobre el origen delUniverso y la vida, aplicaciones detelecomunicaciones, meteorolo-gía, recursos naturales, la navega-ción por satélite, etc., áreas que sehan beneficiado ampliamente ymuchas de las cuales no seríanposibles sin la actividad espacial.

España ha estado presente en laaventura espacial desde los prime-ros años de su nacimiento y ya enlos años 60 participó en los vuelosa la Luna y a Marte a través de lacolaboración con la NASA, que

situó en España las estaciones deseguimiento de espacio profundoen Robledo de Chabela, Fresnedi-llas y Cebreros. También paralela-mente España fue miembro fun-dador de ESRO (European SpaceResearch Organization), que poste-riormente evolucionó y formó laESA, agrupando las actividadestecnológicas y científicas de ESROy las actividades de lanzadores deELDO (European Launcher Deve-lopment Organization).

Desde la creación de ESRO y ESA laactividad espacial española haestado centrada alrededor de laparticipación en los programas dedichas organizaciones y en lasactividades realizadas a nivelnacional con el Programa Nacionalde Espacio (PNE1). La ESA estágobernada por un Consejo cuyosrepresentantes proceden de lospaíses miembros. En España laDelegación recayó en la ComisiónInterministerial CONIE (ComisiónNacional de Investigaciones Espa-ciales) hasta el año 1986, en quedicha representación por la ley dela Ciencia pasó a ejercerla el CDTI.

España ha estado presente en la aventura espacial desde el principio¬

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Manuel Serrano ArizaEl CDTI y los programas espaciales españoles

reportaje

Física y sociedad

Los primeros años fueron difíciles, de

escasos presupuestos,

pero se consiguióaglutinar unos gru-

pos de expertosmuy válidos

El Programa Nacional de EspacioEl PNE ha tenido tres etapas biendiferenciadas. Su primera etapatiene lugar entre 1968 y 1975, yestuvo enfocada al desarrollo delas primeras experiencias y conoci-mientos de la actividad espacialpara formar personal que pudieseacometer los desafíos que la activi-dad espacial conlleva. Fueron añosdifíciles, de escasos presupuestos,pero se consiguió aglutinar unosprimeros grupos de expertos quefueron fundamentales para dar lospasos posteriores. Entonces, el PNEestaba dirigido por la CONIE y eje-cutado por el INTA con la participa-ción de un reducido número deorganismos públicos de investiga-ción y empresas, lo que permitióconsolidar las bases y conocimien-tos para el desarrollo de sistemasespaciales, el segmento terreno deoperaciones, la experiencia concargas útiles y el diseño y fabrica-ción de estructuras, cableado, con-trol térmico, antenas de TTC ymecanismos espaciales. El lanza-miento del INTASAT tuvo lugar ennoviembre de 1974 y significó unhito en nuestra historia espacial.

La siguiente fase, entre 1988 y1999, se desarrolla con una fuerteparticipación industrial y científica.La necesidad de conseguir losrecursos humanos necesarios llevaa la creación de un programa debecas de tecnólogos mediante unacuerdo del CDTI con la ESA.Durante este periodo el CDTIfinanció más de 120 proyectos con-certados, con una inversión cerca-na a los 13.000 millones de pesetas(74 millones de euros), que permi-tieron a las empresas desarrollartecnologías y equipos como ante-nas, mecanismos espaciales, com-ponentes estructurales de fibra decarbono, equipos de radiofrecuen-cia activa y pasiva, electrónica depotencia eléctrica, gestión dedatos a bordo, navegación por GPS,

mecánica orbital, capacidad dediseño de circuitos híbridos e inte-grados, procesado de imágenes deobservación de la Tierra, etc., y quehan facilitado su aplicación en losprogramas de la ESA, contribuyen-do así al objetivo de mejorar elretorno industrial y tecnológico.

La tercera fase, la correspondienteal periodo 2000-2007, supone unnuevo empuje para el sector,enfocado fundamentalmente ala consolidación de líneas tecno-lógicas propias de las empresas yel liderazgo de sistemas comple-tos. El desarrollo de un satélitenacional de Observación de la Tie-rra se perfila como la primeraprioridad del Programa Nacional,realizándose los primeros estu-dios de viabilidad y consiguiéndo-se finalmente la aprobación de lainiciativa como aportación espa-ñola al programa GMES de la ESA,que también intervendrá en sudesarrollo. De esta forma, se pasaa conceder subvenciones para eldesarrollo de proyectos y se poneen marcha la contratación directapara las misiones bilaterales, loque da al CDTI, de hecho, carácterde Agencia Espacial.

En el terreno científico, el PNE con-sigue consolidar los grupos cientí-ficos españoles en las principalesmisiones de la ESA: Herschel yPlank, LISA Pathfinder, Venus/MarsExpress, Rossetta, GAIA, y prepara ala comunidad científica para lasfuturas misiones de exploración dela ESA como son Exomars, la explo-tación de la Estación Espacial Inter-nacional (ISS) y experimentoscomo el AMS2 con una importanteparticipación del CIEMAT. Enmicrogravedad se destacan experi-mentos sobre crecimiento de cris-tales, longevidad de la Drosophilamelanogaster (mosca de la fruta),crecimiento celular de plantas,experimentación con fluidos yestudios sobre líquenes en


ambiente espacial, entre otros. Secrea, avalado por la ESA, el USOC(User Space Operations Center),como centro español para coordi-nar la experimentación en la ISS. Secrea también el Centro de Astro-biología (INTA-CSIC) asociado alNASA Astrobiology Institute, que seconstituye como centro de van-guardia multidisciplinar para abor-dar el fenómeno de la vida y lainvestigación de la misma en elUniverso.

Programas de la ESAEn la participación de España enla ESA distinguimos también tresfases análogas. Een la primera serealizan las primeras experienciasespaciales con escasa o nula parti-cipación en el segmento espacial.La actividad empresarial estuvoreducida a la del INTA y a dosempresas (CASA, SENER) que par-ticiparon en los consorcios MESH,COSMOS y STAR que la ESA habíaestablecido como forma óptimade gestionar los retornos en lospaíses miembros. En 1974 se con-sigue negociar la participación deEspaña en la misión IUE (Interna-

cional Ultraviolet Explorer) sen-tándose las bases para la estaciónde seguimiento de Villafranca delCastillo (VILSPA) que formará par-te de la red ESTRACK de la ESA3.

En la segunda fase la participaciónen los programas de la ESA se incre-menta notablemente en tareas dealto contenido tecnológico, partici-pando en el diseño y fabricación desubsistemas y componentes masallá de los tradicionales de estructu-ras, cableado y control térmicocomo son los subsistemas depotencia, los subsistemas de TTC,antenas embarcadas, mecanismosavanzados, electrónica digital,amplificadores de estado sólido,procesado a bordo, estaciones detierra, calificación de componentes,etc. España pasa a participar entodas las misiones del programaobligatorio, científico y tecnológicoy, con la excepción del Programa deObservación de la Tierra, en todoslos opcionales de lanzadores, tele-comunicaciones y tecnológicos.

Asimismo, la participación euro-pea en el programa de la ISS y la

experimentación en los laborato-rios tripulados (Columbus) lleva ala ESA a lanzar en 1990 la convo-catoria de astronautas y seleccio-na al español Pedro Duque, querealizaría su primer vuelo en eltrasbordador espacial en lamisión STS-95 en octubre de 1998y que marcó un hito histórico paraEspaña; dicho vuelo tuvo ademásla presencia del primer astronau-ta americano John Glenn (febrerode 1962). En el año 2003 tambiénvoló a la ISS en colaboración conRusia en la misión Cervantes.

La tercera fase se caracteriza poruna consolidación del sector y elacceso a tareas de integración yliderazgo de sistemas completoscomo el Amerhis, la carga de pagode SMOS y el satélite nacional deObservación de la Tierra, INGENIO.Esta tercera fase ha sido funda-mental para lograr el papel queEspaña tiene actualmente comoactor espacial en el entorno euro-peo y mundial. Por una parte, lacontribución a la ESA pasó de 87millones de euros en 2000 a 187en 2007, siendo el esfuerzo de laAdministración especialmenteimportante en los últimos 4 añosdesde 2004 en los cuales laapuesta del Gobierno por la I+Dha sido fundamental, incremen-tándose de manera continuada lacontribución a la ESA en mas deun 14% y posibilitándose en el PNEun incremento muy importantedel presupuesto global.

Retos futurosEl papel conseguido por España enestos 50 años de aventura espacialpodemos calificarlo de modesto,pero al mismo tiempo de aporta-ción significativa al progreso de latecnología y ciencia espacial: se haparticipado en los años 60 en la



reportaje

El lanzamiento del INTASAT en noviembre de 1974 significó unhito en nuestra historia espacial

¬ La Estación Espacial Internacional (ISS) vista desde el transbordador espacial en agosto de 2007. NASA




reportaje

Física y sociedad

exploración lunar y planetaria através de las estaciones de NASA;se participó como miembro funda-dor de ESRO y ESA pese a la situa-ción política de aquellos años; selanzó el primer satélite en el año1974; se consolidó en 1992 comopaís un sistema propio de teleco-municaciones por satélite Hispasaty posteriormente con Spainsatcomo país con un sistema dedefensa y de comunicaciones enbanda X comercial propio. Dispo-nemos en colaboración con NASA yESA de estaciones de campo pro-fundo para misiones interplaneta-rias4, tenemos un astronauta queha volado dos veces al espacio y seha consolidado una industria y unacomunidad científica que empiezaa competir con Francia, Alemania,Italia e Inglaterra, liderando misio-nes en la ESA como Amerhis, SMOSy SEOSAT (satélite INGENIO, piezaclave del «Plan Estratégico Espacialpara el sector espacial 2007-2013»presentado por el CDTI en 2006) almismo tiempo que se inician lazosde cooperación con la principalesagencias espaciales (NASA, en lamisión Mars Science Laboratory encolaboración con el CAB; Roscos-mos, en la misión científica ultra-violeta World Space Observatory;CNES en la misión de vuelo en for-mación PRISMA; y CSA en activida-des de Observación de la Tierra).

Esto nos permite apostar con opti-mismo por el futuro y aspirar a unpapel que continúe esta tendenciade incremento de la I+D, y que logresituar a la ciencia y la tecnología denuestro país entre las de los paísesmas avanzados. No es fácil, existemucha competitividad y nacionescomo China, India, Japón o Brasilestán apostando ambiciosamentepor el espacio con programas espa-

ciales que en algunos casos estáncada vez más cerca de los de EE.UU.,Rusia o Europa.

La colonización de la Luna y laexploración planetaria en busca deotros sistemas biológicos, de otrasfuentes de recursos naturales o,simplemente, por puro conoci-miento es uno de los objetivos prio-ritarios de las agencias espaciales yEspaña podría plantearse participaren este proceso del siglo XXImediante el liderazgo de ciertasáreas como las infraestructuras decomunicaciones, el transporte desuperficie, la telemedicina, grandesinstalaciones científicas lunarescomo telescopios, laboratorios dealta seguridad, aceleradores, etc., oa través del desarrollo de tecnologí-as para el uso de materiales in situpara aplicaciones que irían desde lapreparación y cultivo de alimentosa las necesidades de construccióncivil de infraestructuras. Estas tec-nologías estarían fuertementerobotizadas y automatizadas por loque su desarrollo supondrá sinduda avances para la mejora de lavida cotidiana en la Tierra.

La comunidad científica tieneque consolidar varios nichos deconocimiento y tecnológicosque permitan liderar instrumen-tos en misiones de la ESA (cuyoprimer ejemplo fue la OMC,Optical Monitoring Camera, en lamisión Integral de la ESA), encolaboración con otras agenciasespaciales o en satélites propios.El REMS, el WSO, SMOS, Gaia,Solar Orbiter, son ejemplos aseguir, pero que se tienen queextender para adquirir la expe-riencia y conocimientos paraacometer dichos liderazgos.

La actividad espacial es una acti-vidad estratégica, de la que esconsciente la Administración, ylos recursos destinados a la mis-ma repercuten ampliamente enel futuro desarrollo de la socie-dad y contribuyen al conoci-miento y resolución de proble-mas globales que la humanidadtiene planteados o que puedetener en un futuro previsible. Laconquista del espacio será porello una apasionante aventurade este siglo XXI.

Manuel Serrano, ingeniero aeronáu-tico, es Jefe del Departamento deRetornos de Programas Científicos eInstalaciones en el CDTI.

1 Hasta el año 1999 denominado PNIE (Programa Nacional de Investigación Espacial).2 Alpha Magnetic Spectrometer, experimento de colaboración internacional para la investigación de laantimateria en el espacio, liderado por el premio Nobel de Física Samuel C.C. Ting, y que llevará a órbita elprimer imán superconductor.3 VILSPA , actualmente ESAC (European Space Astronomy Center), centro de la ESA para misiones científicas.4 Estación de Cebreros de la ESA y Robledo de Chavela de NASA.

¬ Rover MSL (laboratorio científico de Marte), misión de colaboración del CAB/CDTI con la NASA. NASA



Miguel Ángel Molina Cobos, Ana Cristina Pérez Martín, Fernando Pérez López y Carlos A. González Gonzálezreportaje

Sistemas de Análisis de Misión

La concepción de las nuevas misio-nes espaciales, su viabilidad, ladeterminación de los parámetrosóptimos para maximizar el retornocientífico, el estudio de nuevas tra-yectorias, el análisis de la coloca-ción de satélites de telecomunica-ción o el diseño de constelacionesde satélites para una coberturaóptima son sólo algunas de lasinteresantes actividades que llevaa cabo GMV en este ámbito. GMVproporciona sistemas y herramien-tas de Análisis de Misión para lapráctica totalidad de las misionesde la Agencia Espacial Europea y delos operadores comerciales desatélites de telecomunicación. Acontinuación se describen algunosejemplos de sistemas desarrolla-dos por GMV en este área.

USOC. Es una herramienta pararesolver problemas de órbitas en elSistema Solar. Ejemplos típicos deeste tipo de órbitas son el cálculo detrayectorias de satélites planetarios,análisis y cálculo de ventanas delanzamiento y cálculo de órbitas detransferencia interplanetarias. Estaherramienta es mantenida por laOficina de Análisis de Misión deESA/ESOC, aunque también es usa-da por otras agencias (NASA, CNES,JAXA).

INTNAV. Es una herramienta parael cálculo y optimización de tra-yectorias interplanetarias, dise-ño de la estrategia de manio-bras, análisis de los errores encada fase crítica de la misión,identificación de requisitos rela-cionados para maximizar la efi-ciencia de la misión, estimaciónde parámetros de misión y análi-sis de errores o el procesado pos-terior de los resultados numéri-cos de forma gráfica. La herra-mienta es mantenida y usadapor la Oficina de Análisis deMisión de ESA / ESOC y ESA /ESTEC.

DISCOS (Database and InformationSystem Characterising Objets in Spa-ce). Desde octubre de 1957 se hanproducido más de 4.350 lanzamien-tos, lo que ha conducido a más de28.400 objetos artificiales detecta-dos (mayores de 10 cm en órbitabaja, y mayores de 1 m en altitudgeoestacionaria) en órbita alrede-dor de la Tierra. Evidentemente esnecesario tener un control, lo másdetallado posible, de la órbita deestos objetos no deseados con el finde evitar su colisión con otros satéli-tes y vehículos espaciales. Es posibleincluso que algunos de estos obje-tos reentren en la atmósfera terres-tre y, dependiendo de su masa, pue-dan alcanzar la superficie.

El objetivo de la base de datosDISCOS es, precisamente, catalo-gar y caracterizar con la mayorcantidad de información posibleestos objetos en el espacio: iden-tificación, nombre, masa, dimen-siones, etc. Este sistema, accesi-ble para la comunidad científicaa través de internet, es manteni-do por la oficina de Análisis deMisión de ESA/ESOC desde 1990.DISCOS también contiene otrotipo de información relacionadacon el espacio, tal como detallessobre lanzadores: características de motor, combustible, fragmen-tación, fechas; o más de 12.000referencias bibliográficas rela-cionadas con el tema.

Los datos de esta base de datosson usados por herramientascapaces de calcular las probabili-dades de colisión con cualquierade los objetos catalogados, locual permite planificar con anti-cipación las maniobras necesa-rias para evitarlo. Otras utilida-des disponibles en DISCOS soninformes de actividad solar ygeomagnética diaria y mensual,así como informes de predicción,el informe ESA Meteoroid andSpace Debris Terrestrial Environ-ment Reference, etc.

El sistema DISCOS es usado tam

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GMV viene proporcionando productos y soluciones para dinámica de vuelo y análisis de misióndesde hace más de dos décadas. Esta experiencia le permite proporcionar un amplio rango desistemas de gran robustez y calidad, además de productos y servicios a clientes en todo el mun-do. Las responsabilidades y actividades realizadas dentro de sus proyectos abarcan tanto el ámbi-to técnico como el de gestión, dando como resultado el logro de los objetivos de robustez y cali-dad de los productos, así como de la implicación y satisfacción personal del equipo.

INGENIERÍA ESPACIAL EN GMV



Miguel Ángel Molina Cobos, Ana Cristina, Pérez Martín, Fernando Pérez López y Carlos A. González González

Ingeniería espacial en GMV

reportaje

Física y sociedad

bién como fuente de informaciónpor otras bases de datos del mis-mo tipo, en particular por la IADC DB (Inter-Agency Space DebrisCoordination Committee Com-mon and Re-entry Database) queproporciona a los miembros delIADC una plataforma de inter-cambio de información vía webdonde, en caso de que se produz-ca la reentrada de algún objeto deriesgo en la atmósfera, pueden

adquirir los datos necesarios de laórbita del objeto considerado y asícalcular el lugar sobre la superfi-cie terrestre y el momento en elque el objeto va a caer.

GMV ha sido responsable del des-arrollo de DISCOS y de IADC DB desdesus inicios, así como del manteni-miento y las sucesivas mejoras reali-zadas. Asimismo, GMV ha dadosoporte a la ESA durante las sucesivascampañas de reentrada desde 1990.

Sistemas de Dinámica de Vuelo

Los sistemas de Dinámica de Vueloproporcionan los medios necesa-rios para determinar tanto la posi-ción como la orientación de satéli-tes y sistemas espaciales, permi-

tiendo además planificar y ejecu-tar las maniobras necesarias. Son,por tanto, unos sistemas funda-mentales para garantizar la conse-cución de los objetivos de cualquiermisión, ya sean científicos, deexploración, o de otra naturaleza.

GMV es un suministrador global y elprincipal europeo de sistemas deDinámica de Vuelo para satélitesgeoestacionarios (GEO), satélites deórbita baja (LEO), fase de lanzamien-to y puesta en órbita (LEOP, Launchand Early Orbit Phase) así como paragestión de constelaciones de satéli-tes (Galileo, etc.). Suministra siste-mas tanto a operadores de satélitesy agencias espaciales como a fabri-cantes, que a su vez los proporcio-nan con el satélite a terceros opera-dores. Entre los operadores de tele-comunicaciones cabe destacar aEutelsat, Intelsat, Hisdesat, Hispasat,Measat, SES New Skies, Space Com-munications Corporation, Telenor,Telespazio y Worldspace; entre lasagencias espaciales: ESA, NASA,CNES, Eumetsat; y entre los fabri-cantes a EADS Astrium, Boeing Sate-llites Systems, Orbital Sciences Cor-poration, Space Systems/Loral yThales Alenia Space.

Principales soluciones tecnológicas que aporta GMV

Herramientas de gráficos en 2D.Genérica y robusta herramientade representación gráfica 2Dque soporta gráficos de paráme-tros frente al tiempo, paráme-tros frente a parámetros, repre-sentaciones cartesianas, polares,residuos, comparaciones, etc.Acepta diferentes formatos dedatos y es posible incorporardiferentes máscaras a definirpor el cliente.

Visualizador de eventosUtilidad para representar even-tos de Dinámica de Vuelo (eclip-ses, cegado de sensores, interfe-

rencias, etc.) mediante el uso dediagramas de Gantt.

Servidor de mensajesUtilidad para la recepción, archiva-do, gestión y distribución de men-sajes de información, aviso y errorentre las distintas aplicaciones deDinámica de Vuelo. Está compues-to de un servidor y de un cliente.Los eventos son almacenados enuna base de datos relacional quepuede ser de diferentes tipos.

Fácil integración de nuevos módulosProporciona una poderosa herra-mienta de acceso a las capas degestión de datos y procesos. Estopermite una sencilla incorpora-ción de nuevas herramientas a lainfraestructura.

Automatización de pruebas de regresiónUtilidad para la automatizaciónde pruebas de regresión. Permitedefinir una enorme cantidad depruebas que permiten fácilmen-te detectar errores en los módu-los de cálculo mediante la com-paración de resultados entre dosversiones del software.

Predicción del riesgo de colisiónGMV desarrolla herramientasoperacionales usadas para lapredicción del riesgo de colisióncon terceros cuerpos y la antici-pación y gestión de dicho riesgo,en caso de que sea elevado,mediante el cálculo de unamaniobra de evasión.

Monitorización de telemetríaLa monitorización de la teleme-tría que proviene del satélite escada día de mayor importanciadentro de las operaciones deDinámica de Vuelo. Esta herra-mienta proporciona estos servi-cios casi en tiempo real, median-te una potente interfaz que per-mite una gran variedad de for-

GMV proporcionaherramientas deAnálisis de Misiónpara la prácticatotalidad de misiones



Miguel Ángel Molina Cobos, Ana Cristina Pérez Martín, Fernando Pérez López y Carlos A. González González


reportaje

mas de representación de losparámetros recuperados, asícomo la definición y cálculo deotros nuevos derivados de losparámetros de telemetría real.

Automatización de operacionesDentro de las tareas de controlde satélites se enmarcanmuchas de carácter rutinario y/oprocedimental. Son tareas a rea-lizar periódicamente que norequieren especial intervencióndel usuario o tareas que sí la

requieren, pero que por seguri-dad han de ejecutarse siguiendoun procedimiento con un ordeny cronología determinada (aso-ciada a una fecha predefinida oincluso a eventos orbitales). Laherramienta de automatizaciónde operaciones da soporte atodo este marco de tareas, yaque permite la creación de pro-cedimientos para la ejecución deuna o múltiples tareas de formaprogramada y periódica.

Visualizador 2D/3D de las flotas de satélites y su cobertura de estacionesSe trata de una poderosa herra-mienta de visualización espe-cialmente diseñada para propor-cionar vistas interactivas tantode satélites individuales comode un conjunto de ellos, de órbi-tas terrestres como interplane-tarias, y su evolución futura.También proporciona la posibili-dad de analizar la cobertura deestaciones de Tierra así comoeventos (eclipses, sensores, etc).

Actividades técnicas

Las distintas fases en el desarro-llo de proyectos realizados porGMV requieren la necesidad deun profundo conocimiento deun abanico de disciplinas técni-cas y científicas (física, matemá-ticas, ingeniería del software,diseño de sistemas hardware)para el cumplimiento de losrequisitos definidos por el clien-te. Por ello podemos hablar deproductos técnicamente fiablesy precisos, razón por la que GMVse ha convertido en referente desistemas de Dinámica de Vuelo y

Análisis de Misión en el sectoraeroespacial a nivel mundial.

DesarrolloEs en el desarrollo de funcionali-dades y herramientas donde seaplican especialmente los conoci-mientos técnicos y científicos. Eneste sentido, existen principal-mente dos tipos de desarrollo: · Desarrollo de nuevos sistemas

adaptados a las necesidadesespecíficas del cliente, como,

por ejemplo, el sistema deDinámica de Vuelo desarrolla-do por GMV para el ATV (Auto-mated Transfer Vehicle).

· Adaptación de productos pro-pios a las necesidades de cadacliente en particular (la adapta-ción puede venir dada bien porla mejora en las prestaciones yeficiencia del sistema paraoptimizar la eficiencia y vidadel satélite, bien por la integra-ción de nuevos satélites para sucontrol desde Tierra).

En ambos casos el proceso dedesarrollo implica un diseño delproducto y de sus funcionalida-des partiendo de un prototipo,de acuerdo a los requisitos delcliente y con las especificacionesdel fabricante. Aquí, de nuevo esimportante el conocimiento téc-nico y la capacidad de análisispara su implementación de for-ma precisa, y para la obtenciónde resultados óptimos.

Mantenimiento y soporteLa labor de mantenimientodurante el ciclo de vida del pro-ducto surge como repuesta a lasolución de posibles problemas,que habitualmente llevan aso-ciados resultados no esperadosdados por el software. Estos pro-blemas en la mayoría de loscasos son debidos a situacioneslímite, a veces difíciles de identi-ficar.

Aquí son imprescindibles no sólolos conocimientos técnicos sinotambién, y en mayor medida,una gran capacidad de análisis yde respuesta que nos lleven adar soluciones adecuadas y rápi-das, necesarias en todo softwareoperacional. GMV ha proporcio-nado mantenimiento y soportea una gran variedad de clientes,entre los que merece destacar ala ESA, Hispasat y Eutelsat.

Es necesario conocer la órbita de objetos no deseados para evitar colisiones

¬ Gráfico que muestra los objetos en órbitaterrestre catalogados actualmente. Aproxi-madamente el 95% son basura espacial, esdecir, no son satélites activos. NASA



Miguel Ángel Molina Cobos, Ana Cristina Pérez Martín, Fernando Pérez López y Carlos A. González González


reportaje

Física y sociedad

GMV no solo proporciona manteni-miento de los sistemas desarrolla-dos sino que, además, proporcionasoporte en cliente a los diferentesoperadores durante el lanzamientode satélites (EUTELSAT, HISPASAT) obien durante otro tipo de operacio-nes (por ejemplo, con ESA/ESOCdurante las diferentes campañasde reentrada de basura espacial).

Actividades de gestión

Las actividades de gestión vanprincipalmente orientadas en tresdirecciones fundamentales: ges-tión del proyecto y equipos, asegu-ramiento de la calidad del produc-to y relación directa con el cliente.

Elaboración de ofertas y documentos técnicosLa elaboración de ofertas es la res-puesta a las necesidades del clien-te, tanto las destinadas a nuevosclientes como las realizadas parala implantación de mejoras oactualizaciones con el producto yaconsolidado (nuevos módulos,optimización de procesos, inte-gración de nuevas plataformas...).

Aunque incluida en esta sección, laelaboración de ofertas no sólo tie-ne una componente técnica –loque lleva implícito un amplio cono-cimiento previo del producto y lacapacidad de dar soluciones con-cretas, fiables y óptimas– sino tam-bién de gestión. Esta actividad ges-tora lleva asociados una serie deestudios, como son la selección delpersonal adecuado, el alcance deobjetivos en el tiempo estipulado yel estudio económico y de esfuerzo.

Gestión de proyecto y equiposTras el arranque del proyecto, parala consecución de los objetivosmarcados en el plazo y coste pre-vistos en el contrato es imprescin-dible la labor del gestor. Para ello,se lleva a cabo una exhaustivamonitorización y control del plancon el fin de evitar desviaciones y,en caso de que se produzcan, apli-car las acciones correctivas conve-nientes. Este seguimiento incluye,entre otras, las siguientes activi-dades: reuniones internas, métri-cas de control, revisiones externas,control de riesgos y manteni-miento de los documentos con-tractuales y de requisitos.

Aseguramiento de la calidadLa aplicación de un sistema de ges-tión de la calidad redunda en lageneración de un producto fiable.

En este punto el gestor del proyec-to colabora de forma estrecha conel Departamento de Calidad, sien-do asesorado por este e implantan-do las normas y procedimientosestándares para el aseguramientode la calidad, como son la gestiónde configuración del software entodo su ciclo de vida (análisis derequisitos, diseño, fabricación,pruebas y entrega). De esta mane-ra, participa en todas las revisiones,tanto internas (de la organización)como externas (con capacidad decertificación) y aplica las medidascorrectoras necesarias para incre-mentar la capacidad del procesosoftware y alcanzar su madurez.

Relación directa con el ClienteEl ámbito en el que está enmarca-do este tipo de proyectos suponeuna constante relación a nivelinternacional con los distintosfabricantes, clientes y clientespotenciales. No sólo es imprescin-dible la participación en las dife-rentes reuniones como conse-cuencia del seguimiento de laevolución del proyecto, sino tam-bién la asistencia a los diferentescongresos y simposios. Estos secelebran con el objetivo de pre-sentar nuevos productos, asícomo para la puesta en común deconocimientos y avances el cam-po aeroespacial, siendo por tantode gran importancia la presenciaen este tipo de eventos de los res-ponsables de cada área.

Miguel Ángel Molina, ingeniero aero-náutico, es Director del Departamentode Sistemas de Control en Tierra deGMV, Aerospace and Defense, S.A. Cris-tina Pérez, Fernando Pérez y CarlosGonzález son físicos y jefes de proyec-to en la Unidad de Ingeniería de Vuelode esta misma empresa.

¬ Soluciones tecnológicas de Dinámica deVuelo de GMV: ventana principaly vistas en 3D y en 2D. GMV

Controlar la telemetría que proviene del satélite es cada día más importante



Elena Saiz Villanueva, Consuelo Cid Tortuero y Yolanda Cerrato Montalbán reportaje

Física y sociedad

¬ Aurora observada en Muonio (Finlandia) el 29 de septiembre de 2007. Sauli Koski

Aunque el Sol parezca un discoamarillo de brillo constante, la reali-dad es muy diferente. En sus estruc-turas magnéticas y el plasma quesostienen se producen esporádica-mente fenómenos explosivos yviolentos, originando distintostipos de fenómenos solares comofulguraciones, prominencias, emi-siones de masa coronal, etc. Enellos se liberan grandes cantida-des de energía (del orden de 1025 J,equivalentes a 40.000 millones debombas atómicas de Hiroshima),partículas (del orden de 1012 kg) ycampo magnético que viajan porel medio interplanetario y queafectan de forma importante alentorno terrestre cuando se diri-gen hacia la Tierra.

Bajo estas condiciones perturba-das se producen cambios impor-tantes en todas las escalas espa-ciales del entorno terrestre:magnetosfera, ionosfera, atmós-fera, etc., y los efectos son detec-

tables también en la superficie.Es lo que se conoce como tor-mentas geomagnéticas, análo-gas a los tornados o huracanesde la meteorología terrestre.

En condiciones de «tiempo encalma» el Sol emite un flujo con-tinuo de partículas cargadas,conocido como viento solar, queinteracciona con el campo mag-nético dipolar terrestre, distorsio-nándolo. La interacción conducea un sistema complicado demovimientos de convección deplasma y corrientes eléctricasque dan lugar a la estructuracompleta que adquiere la mag-netosfera terrestre, en la que pue-den distinguirse diferentes zonas.

Aproximadamente a unos 12radios terrestres (RT) en el ladodiurno se encuentra el primerescudo protector terrestre, el fren-te de choque, que separa la mag-netosfera del medio interplaneta-

rio. Esta distancia se ve modificadadependiendo del grado de activi-dad dentro del ciclo solar (de unos11 años). En el caso de grandes emi-siones de masa solar, puede llegara acercarse hasta una distanciamenor de 6 RT. Esta compresión esconsecuencia del encuentro conun plasma de viento solar que tie-ne mayor presión dinámica(mayor velocidad y densidad) queen condiciones en calma.

Algo más próximos a la Tierra seencuentran los cinturones deradiación de Van Allen, formadospor partículas atrapadas en laslíneas del campo magnético dipo-lar terrestre. Se extienden desdeuna altitud de 1,15 RT (1.000 km)hasta alrededor de 10 RT, zona uti-lizada por las misiones desde órbi-tas bajas hasta órbitas geoesta-cionarias. El cinturón más externo(con un máximo de densidad departículas entre los 4,5 y 5,0 RT)fue descubierto por el físico esta-

El 13 de marzo de 1989 una gran emisión de masa procedente del Sol originó un fallo en la centraleléctrica de Quebec, privando de electricidad a seis millones de personas en Canadá y EE.UU. duran-te más de nueve horas. Ese mismo día, varios satélites de comunicación y defensa fallaron y sus órbi-tas resultaron modificadas. Este hecho, entre otros, ha dado lugar a una nueva línea de investigaciónconocida como «meteorología espacial». Esta disciplina no sólo abarca aspectos científicos y tecnoló-gicos, sino también sociales, y es la encargada de predecir con suficiente antelación cuándo ocurrirány cuán intensos serán los efectos de estas «tormentas del espacio».

LA METEOROLOGÍA ESPACIAL

Aunque el Sol parezca un disco amarillo de brillo constante, la realidad es muy diferente



Elena Saiz Villanueva, Consuelo Cid Tortuero y Yolanda Cerrato Montalbán

La meteorología espacial

reportaje

dounidense Van Allen con el lan-zamiento del Explorer 1 en 1958, yel más interno (con máximo dedensidad de partículas a 2 RT) porlas sondas Pioneer 3 y 4. La regióncomprendida entre 2,5 y 3,5 RT seconsidera «zona segura», por loque existe gran número de satéli-tes orbitando en dicha zona delespacio. Sin embargo, como con-secuencia de una emisión solar enmarzo de 1991, la instrumentacióna bordo del satélite CRRES detectóla existencia de un tercer cinturónde radiación ubicado entre los dosanteriores, en el que la densidadde partículas se mantuvo altadurante meses.

Otro elemento importante a teneren cuenta en la magnetosfera es elanillo de corriente. Las partículasde los cinturones, lejos de estar enreposo, experimentan derivas debi-do a las características del campomagnético terrestre, como son elgradiente y la curvatura de las líne-as. Ello hace que los iones y electro-nes deriven en sentidos contrarios,hacia el oeste los primeros y haciael este los segundos, dando lugar auna corriente eléctrica neta conoci-da como corriente del anillo.

La magnetocola, que se encuentraen la zona nocturna de la magne-tosfera, se extiende más allá de los300 RT. En ella se encuentra la lámi-na de plasma o línea neutra. Enesta región, igual que ocurre en elfrente de choque cuando el campomagnético del plasma procedentedel Sol y el terrestre tienen sentidosopuestos, se produce el fenómenode reconexión magnética.

Este fenómeno favorece unaentrada importante de energía yde nuevas partículas a la magne-tosfera, aceleradas hacia el inte-rior por los intensos campos eléc-tricos que se generan. Muchas deestas partículas quedan atrapa-das en los cinturones de radiación,

lo que conlleva un aumento dedensidad de partículas derivantes,por lo que también la corrientedel anillo se ve reforzada.

A muy altas latitudes norte y surse encuentran las zonas más des-protegidas de la magnetosfera,que responden rápidamente a lascondiciones perturbadas del vien-to solar: las cúspides polares. Através de estas «ventanas» laspartículas del viento solar puedenpenetrar directamente a la mag-netosfera hasta altitudes corres-pondientes a la alta atmósfera.Aunque dañinas para las órbitaspolares, tienen su belleza en lasauroras que, siendo habituales aaltas latitudes, durante las tor-mentas geomagnéticas másseveras son observables en latitu-des menores, como sucedió en1909 en Singapur.

Ya en la atmósfera terrestre seencuentra la ionosfera, regióncomprendida entre los 60-80 kmhasta aproximadamente 1.000km por encima de la superficie. Sucarácter fuertemente conductorhace que en ella existan importan-tes sistemas de corrientes como

son los electrojets ecuatorial yauroral. En condiciones perturba-das por esos sucesos solares vio-lentos, su grado de ionizaciónaumenta y se produce un aumen-to importante de dichas corrientes(el electrojet auroral puede llegar amedir del orden de un millón deamperios). El mayor calentamien-to que ello supone produce unaexpansión radial de la ionosfera ensu conjunto. Este hecho puedeperturbar las órbitas de los satéli-tes, pues al encontrarse con unamayor densidad de partículas queen condiciones normales, aumen-ta la resistencia al avance, decele-rándolos e incluso haciendo quepierdan altura en la órbita. En 1979,tras 6 años de funcionamiento, laestación Skylab se desintegrósobre el Océano Índico, presumi-blemente por esta razón.

Finalmente, en la superficie terres-tre aparecen intensas corrienteseléctricas inducidas. Efectivamen-te, los cambios en los sistemas decorrientes, tanto ionosféricascomo magnetosféricas, originancambios en los campos magnéti-cos que generan. Las corrientesinducidas en superficie son el

¬ Esquema tridimensional de la magnetosfera.ESA/Hasegawa





reportaje

Física y sociedad

Los sistemas de comunicaciones y navegación también puedenverse seriamente afectados

resultado de estas variaciones delcampo geomagnético.

Las perturbaciones geomagnéti-cas en la superficie terrestre seregistran mediante magnetóme-tros colocados en observatoriosrepartidos por el globo terrestre. Apartir de dichas medidas se elabo-ran los índices geomagnéticos,como el índice Dst, elaborado por elcentro de Kyoto, que mide la des-viación promedio de la componen-te horizontal del campo magnéticoecuatorial respecto al tiempo encalma. Entre uno y cuatro días des-pués de originarse un suceso en elSol (dependiendo de la velocidaddel viento solar) el índice Dst dismi-nuye acusadamente, alcanzandoun valor mínimo. Posteriormente,aparece una fase de recuperación yvuelta a las condiciones normales.

Efectos de las tormentas geomagnéticas

Son muchos los acontecimientosque han quedado en los registroshistóricos que ponen de manifies-to los efectos que se producencuando los eventos de emisionesde masa solar están conveniente-mente dirigidos hacia la Tierra.Esto, a su vez, pone de manifiestola vulnerabilidad de nuestros sis-temas tecnológicos.

Entre los principales sistemas tec-nológicos con base en tierra afec-tados seriamente por el tiempoespacial se pueden citar los estu-dios geomagnéticos para interpre-

taciones geológicas, las redes eléc-tricas de alta tensión, los gaseo-ductos y oleoductos, los cables detelecomunicación a larga distan-cia e incluso el sistema de señali-zación ferroviario. Mientras que losprimeros están relacionados direc-tamente con la interferencia direc-ta sobre las medidas del campomagnético, los cuatro últimos loestán con los efectos que produ-cen las corrientes inducidas enmateriales conductores.

Los sistemas de comunicaciones ynavegación también pueden ver-se seriamente afectados por loscambios imprevistos de densidadde partículas cargadas de laionosfera, que modifican la fase yamplitud de las ondas electro-magnéticas. Esto origina fluctua-ciones de la intensidad de la señal,distorsión y pérdida gradual depotencia, lo que hace que encasos extremos se pierda la comu-nicación con el satélite. Asimismo,esta degradación de señal causaerrores de posicionamiento en lossistemas de posicionamiento glo-bal (GPS) o en sistemas de nave-gación terrestre por ondas radio.Sin embargo, no todos los satéli-tes se encuentran en el interiorde la magnetosfera. Algunossatélites científicos son diseña-dos para misiones en Marte o laLuna; otros, como SOHO o ACE,que sirven precisamente comocentinelas para detectar la llega-da de emisiones solares a la Tie-rra, tienen órbitas en torno alpunto lagrangiano L1 (punto

estable entre la Tierra y el Sol).Estos satélites no disponen de laprotección que proporciona elfrente de choque, por lo que seven seriamente afectados por lallegada de las partículas energéti-cas procedentes del Sol. Cuandoprotones con energías del ordende varios MeV alcanzan una naveespacial pueden producir degra-dación de los paneles solares(reduciendo el área disponiblepara captar la energía solar) y delos detectores ópticos (haciéndo-los menos eficientes con el tiem-po). Este último aspecto es espe-cialmente importante en misio-nes como la de SOHO, que ha uti-lizado varios años detectores CCDmirando al sol directamente.

Además, las partículas cargadasque alcanzan la nave puedengenerar también descargas eléc-tricas que atraviesan los compo-nentes electrónicos, dañándolos einutilizándolos. Toda esta dosis deradiación ionizante en la vida útil

¬ Gran emisión de masa coronal (CME) obser-vada el 6 de noviembre de 1997. La imagen esuna composición de imágenes procedentes delos instrumentos EIT y LASCO (ambos obser-vando en la región del ultravioleta) embarca-dos en el satélite SOHO. El Sol, en el centro dela imagen, se oculta artificialmente mediantecoronógrafos para producir eclipses artificia-les que permiten observar la corona solar.SOHO/LASCO

En el espacio, los astronautas estánsometidos a dosis potencialmente letalesde radiación



Las partículas cargadas que alcanzan la nave pueden dañar los componentes electrónicos

del satélite produce degradaciónde los materiales como: corrientesde fuga, ruido en sensores, cam-bios en los tiempos de respuesta,etc., o incluso cambia los coman-dos de software en los computa-dores a bordo de los mismos.

No podemos olvidar tampoco queaunque la atmósfera y magnetos-fera terrestres permiten, en condi-ciones normales, la adecuada pro-tección para los humanos en lasuperficie, sin embargo, en elespacio, los astronautas estánsometidos a dosis potencialmen-te letales de radiación. La penetra-ción de partículas de alta energíaen las células de los tejidos con-duce a cambios cromosomáticosy, potencialmente, cáncer. Si lasdosis de radiación recibidas songrandes, pueden ser fatales deforma inmediata.

Presente y futuro de la meteorología espacial

A día de hoy, la ciencia ha dado res-puesta a muchas incógnitas sobre

el conocimiento de nuestro entor-no más próximo y nuestra relacióncon la estrella de la que depende-mos. Sin embargo, muchos de losdetalles de cómo este ambienteterrestre responde a las variacio-nes en la radiación y el viento solar,y sus implicaciones para loshumanos y la tecnología, perma-necen todavía sin resolver.

A partir de 1994 se toma concien-cia de la necesidad de estudiar losdiferentes aspectos de la meteoro-logía espacial y cómo afectan a lasociedad. Sin embargo, el desarro-llo de modelos teóricos que permi-tan explicar las observaciones enépocas de gran actividad solarestá aún en sus inicios. La ayudaexperimental de que se disponees, por una parte, los observatoriosespaciales permanentes que pro-porcionan medidas continuas delos parámetros del viento solar(velocidad, densidad del plasma,temperatura de los protones) asícomo campo magnético interpla-netario. SOHO, ACE o WIND, en L1,llevan ya varios años proporcio-nando esa información. Los dossatélites gemelos STEREO, lanza-dos en octubre de 2006, preten-den ser un observatorio tridimen-sional del Sol. Por otra parte, demedir los cambios producidos enla magnetosfera terrestre, campomagnético y flujos de partículas,se encargan misiones como Clus-ter, que con cuatro naves forman-do entre sí un tetraedro, cuyas dis-tancias se han ido cambiando des-de su lanzamiento en el año 2000,permite estudiar fenómenos de lamagnetosfera con visión tridi-mensional y a distintas escalasespaciales.

Es necesario continuar e intensifi-car los servicios de alerta y predic-

ción del «tiempo espacial» paradirigir la salud, la seguridad y lasnecesidades comerciales. Elnúmero de satélites con finescomerciales, científicos o militareses cada vez mayor, por lo que esnecesario mejorar el estado depredicción con objeto de minimi-zar las pérdidas económicas yreducir los riesgos. Las misionesencaminadas a tales fines necesi-tan datos en tiempo casi real, conobjeto de permitir a los usuariosde la información tomar la acciónpreventiva apropiada si un eventoes predicho/detectado. Muestrade esta preocupación por parte dela Unión Europea es la existenciade un portal web (http://spacewe-ather.eu) en el que colaboran losdistintos grupos de investigacióneuropeos, suministrando datos,modelos teóricos o sus propiosresultados de predicción, como esel caso de nuestro equipo de laUniversidad de Alcalá.

Para el futuro es fundamentaltambién avanzar en el conoci-miento de los niveles de radia-ción, puesto que el número demisiones espaciales tripuladasirá en aumento. Es importantesaber no sólo la dosis de radia-ción a tolerar por los astronautassino también sus efectos a largoplazo, puesto que en estas misio-nes la exposición a la radiaciónserá mantenida por mucho tiem-po (una misión a Marte, porejemplo, puede durar del ordende dos años).

¬ Imagen generada a partir de los datos proce-dentes del instrumento VIS (Visible ImagingSystem) a bordo del satélite Polar de NASA.Muestra una estimación de la localización,extensión e intensidad de la aurora boreal parael día 16 de julio de 2000. NASA

Elena Saiz, Consuelo Cid y YolandaCerrato son doctoras en Ciencias Físi-cas. Pertenecen al Departamento deFísica y al Grupo de InvestigaciónEspacial de la Universidad de Alcalá.



reportaje



Con él llegó al espacio ultraterrestre el Derecho,para ordenar la actividad espacial humana, quedebe estar regida por normas jurídicas. El Sputnikno sólo fue el origen del concepto de «objeto espa-cial», nunca definido –que ha evolucionado en laactualidad hacia el concepto de «bien espacial» porsus evidentes implicaciones económicas– sino quefue el punto de partida para el establecimiento deun importantísimo conjunto de normas internacio-nales que se han ido elaborando para regular laactividad humana en el espacio ultraterrestre.

En su origen, la necesidad de regulación jurídica sedebía a motivos de seguridad y paz internacionales yasí lo entendió la Organización de Naciones Unidas,encargada de mantenerlas. La carrera espacialemprendida por las dos superpotencias del momen-to, Estados Unidos y la Unión Soviética, era una ame-naza potencial: hasta los astronautas eran militares.Por ello, en 1959 estableció la Comisión para el UsoPacífico del Espacio Ultraterrestre (COPUOS) queemprendió la labor de regular el acceso al Espacio y laactividad de los Estados en él.

Los Tratados elaborados en el seno de Naciones Uni-das componen lo que se ha llamado el corpus iurisspatialis. El Tratado sobre los principios que deben regirlas actividades de los Estados en la exploración y utili-zación del espacio ultraterrestre, incluso la Luna ydemás cuerpos celestes (1967) –también llamado «Tra-tado del Espacio»– es el más general y ha sido ratifi-cado por más de 100 Estados. Para su desarrollo seaprobaron otros 4 Tratados: Acuerdo sobre salvamentode astronautas y restitución de objetos lanzados alespacio ultraterrestre (1968), Convenio sobre la respon-sabilidad internacional por daños causados por objetos

espaciales (1972), Convenio sobre registro de objetoslanzados al espacio ultraterrestre (1975) y Acuerdo quedebe regir las actividades de los Estados en la Luna yotros cuerpos celestes (1979) también llamado «Acuer-do sobre la Luna» que sólo ha sido ratificado por 11países debido a sus normas restrictivas para la explo-tación de los recursos naturales.

España ha firmado y ratificado los 4 primeros Trata-dos mencionados; por tanto, en virtud del artículo 96de nuestra Constitución de 1978 constituyen Dere-cho interno español y existe la obligación de legislarpara el desarrollo de sus normas. Como Estadomiembro de la Agencia Espacial Europea (ESA) ycomo país que lanza satélites y mantiene una activi-dad espacial importante debería contar con unalegislación espacial adecuada. Se percibe por partede las empresas privadas del sector espacial españolese vacío jurídico, debido a que los Tratados existen-tes están elaborados principalmente para la activi-dad espacial de los Estados y no para la de institucio-nes o empresas privadas. Sería de desear al menosuna normativa interna sobre licencias de lanzamien-to y la actualización de las normas del Registro Espa-ñol de objetos lanzados al espacio ultraterrestre.

Física y Derecho convergen en el espacio ultraterres-tre para mantener su entorno. Científicos y juristastambién se reúnen en el Centro Español de DerechoEspacial para intercambiar información: palabrascomo órbita, espectro, geostacionario o criogénicoson ya habituales en los estudiosos del Derecho delEspacio. Porque esta rama del Derecho necesitaconocer la tecnología para conseguir normas efica-ces que sigan regulando la actividad espacial y obte-ner así beneficios y progreso para la Humanidad.

¬ Ascensión Sanz Fernández de Córdoba

Física y derecho convergen en el espacio ultraterrestre

Ascensión Sanz Fernández de CórdobaLicenciada en Ciencias Políticas, Económicas y Comerciales y Directora de Operaciones del Centro

Español de Derecho Espacial (CEDE)

opinión

Durante el Año Geofísico Internacional de 1957, en el espacio ultrate-rrestre todos los cuerpos celestes se movían de acuerdo con las reglasde la Física, siguiendo la «mecánica celeste». Pero el 4 de octubre, elprimer satélite artificial se incorporó al movimiento orbital de loscuerpos celestes en aquel espacio natural, hasta entonces inalcanza-ble para la actividad humana. El Sputnik 1 no interrumpió el movi-miento de aquel entorno como un intruso creando el caos, sino que«aceptó» y se adaptó a la situación existente en el medio, porque erafruto de la inteligencia humana, de la Ciencia. Era un «objeto espa-cial», como sería denominado en los textos jurídicos elaborados pos-teriormente en el seno de Naciones Unidas.



Luisa M. Lara Lópezreportaje

La caracterización de un objeto del Sistema Solar en el que no se puede hacer trabajo de campo, oexperimentos de laboratorio, siempre queda incompleta cuando se mira en un solo «color» (o longitud deonda). El reto tecnológico de embarcar en una única misión la más amplia gama de detectores –desderayos gamma hasta radares– es sin lugar a dudas una de las revoluciones más emocionantes que los cien-tíficos de los siglos XX y XXI estamos viviendo.

DESARROLLO DE SENSORESE INSTRUMENTACIÓN CIENTÍFICA

Las actividades del Instituto deAstrofísica de Andalucía (IAA) per-teneciente al Consejo Superior deInvestigaciones Científicas (CSIC)en el desarrollo de instrumenta-ción para embarcar en cohetes desondeo y vehículos espaciales–destinados tanto al estudio denuestro planeta como de otroscuerpos del Sistema Solar– seremontan a los años 70, cuando laobservación in situ y la explicaciónteórica del airglow (brillo en elaire) era una línea de investiga-ción seguida de forma activa yfructífera en su Departamento deSistema Solar.

En la atmósfera terrestre ocurrenprocesos que dan lugar a una emi-sión nocturna luminiscente endiversas bandas espectrales produ-cida por el oxígeno atómico, el oxí-geno molecular y el radical hidroxi-lo, OH. Conocer la distribución enaltura de estas especies es de cru-cial importancia para determinarqué procesos físico-químicos preva-lecen a cada nivel atmosférico, yaque estas emisiones están interre-lacionadas entre sí a través de lasreacciones fotoquímicas.

Para ello, se ideó un fotómetro concinco canales para medir la emisión

infrarroja (IR) del OH, el sistemainfrarrojo del O2 y la emisión del oxí-geno atómico. Los cuatro canales IReran idénticos en su diseño y con-sistían básicamente en un telesco-pio de dos lentes, un filtro interfe-rencial y un detector enfriado ter-moeléctricamente. El campo devisión del sistema era 11º. El fotóme-tro visible tenía un único canal conun campo de visión de 2,5º y usabael método de detección fotomulti-plicadora en el modo de conteo defotones. El instrumento se montóen un cohete, el BAJ Petrel, con el ejeóptico paralelo al eje del cohete,que se lanzó el 19 de diciembre de1981 desde la base de El Arenosillo(Huelva). Del análisis de los datos sepudo concluir que existe una únicacapa de emisión de O2 , corroboran-do las predicciones de los modelosfotoquímicos. Sin embargo, el des-cubrimiento de una capa de emi-sión de las bandas de OH a unos100 km impuso una revisión seriade los esquemas fotoquímicos quese habían barajado como responsa-bles de dicha emisión.

A los planetasEl siguiente paso natural fue hacerun estudio in situ de las atmósferasde otros planetas, satélites y cuer-pos menores. Las misiones espacia-les en las que los miembros delDepartamento de Sistema Solardesarrollaron alguna instrumenta-ción, bien total o parcialmente, o

¬ Recreación artística del aterrizaje de la sonda Huygens sobre la luna de saturno, Titán. La sondaportaba un paracaídas para aminorar la velocidad antes de posarse en la superficie. ESA

Las actividades del Instituto de Astrofísica de Andalucía en eldesarrollo de instrumentación espacial se remontan a los años 70


bien se implicaron en la explota-ción científica de los datos fueron,en orden cronológico: Mars 94/96(Agencia Espacial Rusa, IKI), Cassini-Huygens (NASA-ESA), Rosetta (ESA)y BepiColombo (ESA).

La misión Mars 94 tenía prevista sufecha de lanzamiento en octubrede 1994 para llegar a Marte en sep-tiembre de 1995, y dos años mástarde (1996) le seguiría –en otrolanzamiento- una segunda nave.Limitaciones económicas en Rusiaprovocaron la cancelación de lamisión, aunque se siguió adelantecon la Mars 96, con el ambiciosoobjetivo de estudiar la superficie, laatmósfera, el interior y la magne-tosfera marcianos, así como locali-zar explosiones cósmicas en rayosgamma y oscilaciones de las estre-llas y del Sol. La carga útil del módu-lo orbital comprendía desde unacámara estereoscópica hasta unradar, pasando por un espectróme-tro Fourier para el sondeo atmosfé-rico y el estudio de la superficiemarciana en el IR. Este instrumento,llamado Planetary Fourier Spectro-meter (PFS), debía proporcionar per-files de temperatura, presión yabundancia de CO, H 2O y aerosolesen 3D, así como la mineralogía de lasuperficie y altimetría. El instru-mento consta de 2 espejos móvilesque al recibir la radiación desdeMarte produce diferencias de cami-

no óptico y, por tanto, interferogra-mas que después son analizadosmediante transformadas de Fou-rier. Una gran ventaja del instru-mento frente a otros que operan asimilares longitudes de onda esque los espectros de la radiaciónemitida en el IR medio y la reflejadaen el IR cercano se miden simultá-neamente.

El análisis conjunto de los espec-tros en ambos intervalos propor-ciona información valiosa sobre ladistribución vertical de gases quetienen fuertes bandas de absor-ción en ambos intervalos, como elH2O, y también propiedades de losaerosoles suspendidos en laatmósfera marciana. El instru-mento PFS es conceptualmentemuy complejo. El IAA-CSIC partici-pó técnicamente en dos subapar-tados: (1) diseño, fabricación yensayos de la antena Long Wave-length Radar (LWR); y (2) diseño yensayos de la Unidad de Procesode Datos del PFS. Por otro lado, par-ticipó en tres subapartados cientí-ficos: (3) determinación de lasabundancias de compuestos neu-tros minoritarios y de la estructuratérmica de la atmósfera marcianamediante los datos proporciona-dos por el PFS; (4) investigación dela estructura de la ionosfera y delplasma ionosférica utilizando elLWR; y (5) estimación de la permi-tividad dieléctrica, conductividadde las rocas de la subsuperficie, ysu variación con la profundidadpara la búsqueda de agua líquida ypermafrost, así como medida de laprofundidad, espesor y extensióndel mismo utilizando el LWR.

El experimento estaba original-mente a bordo de la misión Mars94 (cancelada), posteriormenteMars 96 (lanzamiento fallido que

terminó en el Océano Pacífico) yfinalmente en Mars Express (don-de está produciendo datos) yVenus Express (donde el bloqueode uno de los espejos para produ-cir interferogramas lo ha dejadocomo instrumento muerto).

En Saturno y TitánEn la exploración del Sistema Solar,Saturno y sus satélites –especial-mente Titán– fueron el siguienteobjetivo para el IAA-CSIC. La misiónCassini-Huygens (NASA-ESA) empe-zó a gestarse en 1980, y finalmentefue lanzada en octubre 1997 desdeCabo Cañaveral (Florida, EE.UU.). Lamisión consta de un módulo orbita-dor dedicado a la observación remo-ta de Saturno, sus satélites y sus ani-llos y una sonda de descenso (res-ponsabilidad de la ESA) en la atmós-fera de Titán. Esta sonda hizo suentrada triunfal en enero de 2005,tras separarse del módulo orbitadoral que había viajado adosada duran-te 7 años. La participación españolaen esta sonda estaba dentro del ins-trumento HASI (Huygens Atmos-pheric Structure Instrument), en unsubsistema (PWA, Permittivity, Waveand Altimetry) dedicado a la detec-ción de descargas eléctricas (rayos),electricidad atmosférica, conductivi-dad de los electrones y del suelo,conductividad electrón-ión, fenó-menos acústicos naturales (truenos,lluvia, granizo, etc.).

El subsistema consta de seis elec-trodos y un sensor acústico (micró-fono). La conductividad debida alos iones positivos y negativos semide con sondas de relajaciónmediante un principio de actua-ción muy sencillo: se aplicanpotenciales entre el módulo dedescenso y los sensores cadasegundo; durante el descenso se vamidiendo cómo ese potencial cam-


Luisa M. Lara LópezDesarrollo de sensores e instrumentación científica

reportaje

Física y sociedad

¬ Convertidor de potencia de OSIRIS. IAA-CSIC

El siguiente paso natural fue hacer un estudio in situ de las atmósferas de otros planetas, satélites y cuerpos menores



bia y alcanza su equilibrio, lo quepermite confirmar o descartar lapresencia de electrones libres ydeterminar la conductividad de losiones. Los electrodos de relajaciónse llevan a voltaje cero después decada secuencia de medición. ElIAA-CSIC contribuyó de nuevo den-tro de la vertiente tecnológica ycientífica. En la primera, la respon-sabilidad se centra en el diseño,pruebas y fabricación de la tarjetadedicada al tratamiento analógicodel subsistema PWA. Se desarrollóun modelo funcional de las partesfundamentales de la tarjeta, sediseñaron los pre-amplificadores yse participó en la integración y cua-lificación especial para la misiónque se hizo en el Laboratoire dePhysique et Chemie de l’Environe-ment (Orleáns, Francia). Desde elpunto de vista científico, participa-mos en el desarrollo de modelosfotoquímicos de la atmósfera neu-tra e ionizada de Titán, modelosque se están usando en la actuali-dad para explicar los resultadosobservacionales tanto del móduloorbitador Cassini como de la sondade descenso Huygens.

La sonda Huygens descansa ahoraen la superficie de Titán. Su des-censo fue un éxito y todos los ins-trumentos proporcionaron losdatos esperados, salvo uno (Dop-pler Wind Experiment, DWE) porun error en la programación de

transmisión de los datos de la son-da al módulo orbitador. La sondasobrevivió al impacto con la super-ficie (con una textura de arenamojada de CH4, y no de agua) y lasbaterías de a bordo que mantení-an los instrumentos vivos duraronunos 30 minutos, 20 más de lo ini-cialmente esperado, o sea, quefuncionó por encima de las especi-ficaciones. El módulo orbitador yano estaba en el campo de visión dela sonda y no pudo recibir la infor-mación sobre la superficie delsatélite que la sonda Huygensseguía enviando.

A los cuerpos menoresEn la singladura espacial, elsiguiente paso fue participar en laconstrucción de una cámara ópticapara el estudio in situ de un come-ta (67P/Churyumov-Gerasimenko)y, «de pasada» (sobrevuelo o fly-by)de dos asteroides (Steins, en sep-tiembre de 2008 y Lutecia en juliode 2010). La misión espacial se lla-ma Rosetta. Su definición comenzóen el 1990 y se lanzó al espacio enmarzo 2004 desde la GuayanaFrancesa a bordo de un coheteAriane V. El objetivo de todos losinstrumentos que lleva a bordo, asícomo de un módulo de aterrizaje,Philae, es estudiar exhaustivamen-te la superficie y subsuperficie delnúcleo del cometa, el paso de inac-tividad a actividad del mismo (yaque la sonda se encuentra con elcometa cuando éste está a unas 3UA (450 millones de km) en mayode 2014 y lo orbita a medida que seacerca a su perihelio en 2015), y lacoma de gas y polvo que rodea aese núcleo.

En España, además del IAA-CSICcomo institución responsable, par-ticiparon también el INTA (InstitutoNacional de Técnica Aeroespacial) y

la UPM (Universidad Politécnica deMadrid) en las siguientes áreas: (1)el diseño térmico global y análisisestructural; (2) la construcción deuna de las 2 cámaras (WAC, WideAngle Camera) que forman el siste-ma óptico (OSIRIS) de Rosetta,excluyendo la óptica y el modelo deplaca de pruebas, (3) la fabricaciónde la rueda de filtros para ambascámaras (WAC, y NAC, NarrowAngle Camera), (4) construcción dela unidad de potencia del instru-mento; (5) el controlador de meca-nismos del instrumento; y (6) laelectrónica del canal IR incluido enla NAC.

Además de esta participaciónespañola en las cámaras OSIRIS, elIAA-CSIC tiene un papel crucial enotro instrumento, el GIADA (GrainImpact Analyzer and Dust Accu-mulator), cuyo objetivo es estudiarla dinámica del polvo cometariomediante un sistema de detecciónde granos de polvo, un sensor deimpacto y microbalanzas. La parti-cipación española, a cargo del IAA-CSIC, se centra en: (1) la realización,extendida a todos los modelos, detoda la electrónica del sistema quecompone la unidad de control deproceso (CPU), la unidad de adqui-sición y proceso de datos (DPU),interfase con el vehículo espacial ymódulo convertidor de potencia(PCM); (2) el desarrollo del softwa-re de vuelo asociado; y (3) la parti-cipación en el desarrollo del equi-po de soporte en tierra (EGSE, Elec-tronic Ground Support Equipment).

En la actualidad, el IAA-CSIC estáembarcado en el desarrollo del pri-mer altímetro láser únicamenteeuropeo que volará en 2013 en lamisión BepiColombo (ESA-JAXA) aMercurio, cuyos objetivos científicosson el estudio del interior del plane-

Luisa M. Lara LópezDesarrollo de sensores e instrumentación científica

reportaje

En la actualidad, el IAA está embarcado en el desarrollo del primer altímetro láser únicamente europeo

¬ Integración de la Rueda de Filtros en lacámara NAC. IAA-CSIC



Luisa M. Lara LópezTecnologías de observación y control del medio marino

reportaje

Física y sociedad

ta, la superficie (produciendomapas de altura con resolución dela decena de metros), la composi-ción mineralógica y elemental, laexosfera y magnetosfera queenvuelve al planeta y su interaccióncon el viento solar, ya que Mercuriotiene un campo magnético anóma-lo. Este desarrollo, liderado por laUniversidad de Berna y el DLR(Deutsches Zentrum für Luft- undRaumfahrt e.V.), supone un granreto tecnológico en el que el IAA tie-ne como responsabilidad el diseñodel módulo convertidor de potencia(PCU) que distribuye diferentes vol-tajes a la electrónica de los demássubsistemas. Este módulo conviertela potencia proporcionada por lanave en un voltaje altamente regu-lado para alimentar el láser.

El futuroA medida que la tecnología hapermitido disponer de sensoresde UV, IR (cercano, medio o leja-no), de ondas submilimétricas,centimétricas, etc., el panoramaque se ha abierto a nuestros ojoses infinito, pero además con lacerteza de que la confusión res-pecto a las características realesde aquello que se quiere observarse reducirá a un mínimo. De algu-na forma, el desarrollo de instru-mentación espacial ha seguido elcurso natural del propio serhumano, cuya naturaleza haceque no solo exploremos con elojo sino que también sean nece-sarios el resto de los sentidos:oído, tacto, olfato y gusto. Lasmisiones espaciales empiezan aasimilarse a pequeños compen-dios de sentidos en los que losrobots transitan por la superficiedel planeta, desgranan sus rocas,las «miran» por los microscopiosde a bordo, las «tocan» con susbrazos articulados, etc.

Se han resumido muy brevementecasi 30 años de investigación en elespacio en el IAA-CSIC, tantohaciendo ciencia básica como apli-cada (es decir, desarrollo tecnológi-co). El progreso es obvio: se ha pasa-do de «simples» fotómetros yradiómetros alcanzando escasa-mente cien kilómetros sobre labase de lanzamiento a haber depo-sitado una sonda a casi 10 UA(1.500 millones de km). El futuro esprometedor, con misiones espacia-

les que aspiran a objetivos comotraer a la Tierra material primitivodel Sistema Solar o incluso polvointerestelar. Estamos, sin lugar adudas, en un momento muy dulcedel avance en el Universo más cer-cano que nos rodea.

El futuro es prometedor, con misiones espaciales para traermaterial primitivo del Sistema Solar o incluso polvo interestelar

Luisa M. Lara es doctora en CienciasFísicas. Desde 2005 es Jefe delDepartamento de Sistema Solar enel Instituto de Astrofísica de Andalu-cía del CSIC.

¬ Esquemas de la instrumentación alojada a bordo de la Huygens. ESA



Garbiñe Atxaga Genbeltzu y Begoña Canflanca Garmendiareportaje

Durante la entrada/reentrada en laatmósfera, cualquier vehículo espa-cial está sometido a las más seve-ras fuerzas aerodinámicas y calen-tamiento aerodinámico extremo,así como a cargas de choque yacústicas. Además, al igual que enla fase de lanzamiento/ascenso,durante la fase de reentrada elvehículo también puede encontrar-se con condiciones ambientalesnaturales tales como lluvia, viento,granizo, polvo, etc.

Así, el problema del control térmicoen una sonda o vehículo espacial, yasean tripulados o no, es evidente ysurge de la necesidad de mantenera los diversos equipos, estructuras eintegrantes que lo forman dentrode los márgenes seguros de tempe-ratura. Cada elemento de la navetiene un intervalo de temperaturastanto en modo de operación comoen modo de no funcionamientoque, por motivos de seguridad, nodebe ser superado. Para protegerlosde este calentamiento durante unaentrada/reentrada, los vehículosespaciales requieren de un escudotérmico denominado TPS (ThermalProtection System). A modo deejemplo, en la mayoría de los casosla temperatura máxima de opera-ción de la estructura es inferior a 175ºC, mientras que la temperaturaque se puede alcanzar en la superfi-cie exterior del TPS puede ser de

1.700 ºC en el caso del transborda-dor espacial o incluso superior. Estastemperaturas dependen del tipo devehículo, la localización del TPS den-tro del mismo y misión (trayectoriade reentrada).

Como se ha explicado, el principalobjetivo del sistema de proteccióntérmico es proteger al vehículo ysu contenido frente a las excesivastemperaturas, pero también debeser capaz de soportar las cargasexternas durante la misión com-pleta, proporcionar una formaaerodinámica continua y limitar latemperatura interna del vehículocon una contribución en pesomínima. Los TPS son sistemas demateriales distintos trabajandoconjuntamente para proteger elvehículo. La selección de un sistema deter-minado depende de la misiónespacial completa. Los vehículosconstruidos para misiones de lar-ga duración o misiones estratégi-cas o los vehículos reutilizables otripulados requieren una protec-ción térmica muy diferente a laque pueden requerir los vehículosconstruidos para misiones cortaso los vehículos de un solo uso, losno tripulados, etc.

No es posible hablar del mejorsistema de protección térmico ode un único criterio universal de

valoración de comportamientovalido para todo tipo de vehícu-los. El TPS debe estar compuestode los materiales apropiados,cuya selección está basada enaspectos tales como las necesi-dades de disipación térmica con-cretas, restricciones ambientalesespecíficas, coste y peso. A conti-nuación se detallan los materialesque se utilizan actualmente comoTPS y han sido probados en vuelo.

Materiales ablativosUtilizar la ablación de un materiales un mecanismo muy eficientepara minimizar la energía totalque se conduce al vehículo. Sinembargo, un TPS basado en abla-ción no es reutilizable. El calor seconsume en un cambio de fasedel material de la superficie(fusión, sublimación o degrada-ción térmica) que implica unadescomposición y consumo delmismo. Con este tipo de materia-les es posible utilizar diferentesestrategias. La primera es utilizarmateriales de baja temperaturade ablación que son muy eficien-tes en eliminar el calor. De estetipo son el corcho fenólico utiliza-do en el demonstrador de reen-trada francés ARD (AtmosphericReentry Demonstrator), y losmateriales PICA (Phenolic Impreg-nated Ceramic), SIRCA (SiliconImpregnated Ceramic Ablator) y

Tras la desgracia del transbordador espacial Columbia en febrero de 2003, términos como reen-trada o escudo térmico son más populares. Por lo general, se denomina «entrada» a la transicióndesde el vacío del espacio a la atmósfera de cualquier planeta o cuerpo celeste, y «reentrada», a lavuelta a la atmósfera que se ha dejado previamente.

VOLVER DEL ESPACIOEL DESARROLLO DE MATERIALES PARA LA REENTRADA EN LA ATMÓSFERA

Para protegerlos del calentamiento durante la reentrada, losvehículos espaciales requieren de un escudo térmico



Garbiñe Atxaga Genbeltzu y Begoña Canflanca GarmendiaVolver del espacio. El desarrollo de materiales para la reentrada en la atmósfera

reportaje

Física y sociedadRevista del Colegio Oficial de Físicos

SLA-561 (Silicone Elastomeric Cha-rring Ablator) utilizados en elescudo térmico de la Mars Path-finder. Esta estrategia no sólo seemplea en vehículos no tripula-dos. También se utilizó, por ejem-plo, para proteger el módulo tri-pulado del Apollo. El TPS de estemódulo utilizaba el material abla-tivo Avco 5026-39G (resina epoxi-novolaca reforzada con fibras decuarzo y microesferas fenólicas)que se inyectaba en las celdas deun panel nido de abeja de unaaleación de níquel que a su veziba unido a la estructura de acerodel vehículo.

La segunda estrategia es utilizarmateriales cuya ablación se produ-ce muy lentamente para tempera-turas elevadas. Aunque estos mate-riales (enlace doble carbono-carbo-no) absorben una gran cantidad deenergía en su ablación, ésta se pro-duce a altas temperaturas. Esto, ennumerosas ocasiones, conlleva lanecesidad de utilizar aislamientoadicional para proteger la estructu-ra e integrantes del vehículo. Laprincipal ventaja de estos materia-

les es que, en condiciones extre-mas, mantienen su forma.La selección del tipo de estrate-gia/materiales ablativos a utilizares un compromiso entre la formay tamaño del vehículo, requeri-mientos térmicos y velocidad yprecisión requeridos.

Aislantes reutilizables RSI (Reusable Surface Insulation)Se trata de materiales de baja den-sidad y baja conductividad térmicaque se presentan básicamente enforma de losetas cerámicas rígidaso mantas flexibles. Dependiendodel tipo, pueden llegar a soportarhasta alrededor de 1.260 ºC.

Las mantas flexibles originalmen-te se fabricaban con fieltros deNomex que llevaban un recubri-miento elastomérico a base de sili-cona para conferirles las propieda-des termo-ópticas apropiadas eimpermeabilización. Actualmentese fabrican con fibras de sílice yalúmina de alta pureza, o una com-binación de ambas. Aunque ofre-cen una protección térmica muyefectiva, no pueden utilizarse

como materiales estructurales y amenudo deben ser protegidas delas cargas aerodinámicas. Adicio-nalmente, necesitan ser imperme-abilizadas para minimizar el pesode la carga de lanzamiento al espa-cio. Sin embargo, ofrecen ventajastales como su flexibilidad y la posi-bilidad de ser directamente pega-das a la subestructura del vehículo.

Tipos de mantas de este tipo sonlos AFRSI (Advanced Felt ReusableSurface Insulation), TABI (Tailora-ble, Advanced Blanket Insulation) yDURAFRSI (Durable Advanced Reu-sable Surface Insulation) utilizadasen las diferentes configuracionesdel transbordador espacial.

Las losetas rígidas son similares alas mantas aislantes, ya que tam-bién están fabricadas a partir defibras ligeras de baja conductividadtérmica. Sin embargo, son más rígi-das y más resistentes a las cargasaerodinámicas debido a los dife-rentes tratamientos de procesado yrevestimiento a los que se vensometidas. Son modulares y pue-den ser reemplazadas individual-

La selección de la estrategia y materiales a utilizar es un compromiso entre forma y tamaño del vehículo, requerimientos térmicos y velocidad y precisión requeridos

¬ Escudo térmico de la cápsula ARD antes del lanzamiento, durante la reentrada (en interpretación artística) y tras la reentrada y recuperación. ESA




reportaje


mente. Debido a su rigidez y bajocoeficiente de expansión térmica,su uso conlleva la utilización de sis-temas de absorción de deformacio-nes producidas por diferencias enel coeficiente de expansión desubstratos metálicos de mayor coe-ficiente de expansión presentes enla estructura. Su comportamientoes excelente en ambientes con car-gas acústicas extremas y alto cho-que térmico. Al igual que las man-tas térmicas, también deben serimpermeabilizadas. Son de estetipo los LRSI (Low Temperatura Reu-sable Surface Insulation), HRSI (HighTemperatura Reusable Surface Insu-lation) y FRCI (Fibrous RefractoryComposite Insulation) utilizados enlos diferentes transbordadoresespaciales estadounidenses y laslosetas fabricadas con fibra decuarzo TZMK-10 y TZMK-25 del vehí-culo reutilizable ruso Buran.

Como dato curioso, cabe desta-car que la configuración actualdel TPS del transbordador espa-cial cuenta con 24.300 losetas y2.300 mantas.

Estructuras calientesTienen la capacidad de soportar car-gas aerodinámicas a altas tempera-turas. Normalmente van acompa-ñadas de un aislante térmico paraproteger el interior. A continuaciónse describen los materiales utiliza-dos como estructuras calientes enla actualidad:

Composites carbono – carbono:Fibra de carbono en matriz de car-bono. Se trata de un materialexcelente para aplicacionesestructurales a alta temperaturadonde además se requiere buencomportamiento al choque tér-mico y bajo coeficiente de expan-sión. Se utiliza por ejemplo en elborde de ataque de las alas y elcono del morro en el trasbordadorespacial estadounidense. Losprincipales inconvenientes deeste material son su pobre resis-tencia a la oxidación (para mejo-rar este aspecto, se suelen aplicarrecubrimientos) y su baja resis-tencia al impacto.

Composites de matriz cerámica(CMC): En esta categoría seincluye el carburo de silicio refor-zado con carbono (C/SiC) quecombina la alta resistencia y rigi-dez del carbono con una matrizmás resistente a la oxidación.Este tipo de material es capaz desoportar las más altas solicita-ciones termo-mecánicas a tem-peraturas superiores a 1.100 ºC. Eldesarrollo de este tipo de mate-riales en Europa ha sido soporta-do extensivamente durante losúltimos 15 años mediante dife-rentes programas de la AgenciaEspacial Europea a través de loscuales se han diseñado, desarro-llado, fabricado y ensayado diver-sidad de componentes y concep-tos.

Desarrollos actuales y futuros en EuropaEl sistema de protección térmica hasido, es y será un aspecto crítico delos vehículos espaciales. Por tanto,las tecnologías y materiales utiliza-dos están en continuo desarrollo.

Los vehículos de entrada/reentra-da del futuro requerirán nuevosSistemas de Protección Térmicamás avanzados y con mejoresprestaciones que ofrezcan mayo-res garantías (fiabilidad), permitanmisiones de vuelo y condiciones deentrada/reentrada más exigentes(vehículos de exploración lunar ovuelos tripulados a Marte), seanmás robustos y además permitanconseguir el ambicioso objetivo dereducir los costes de lanzamientoal espacio en, al menos, un ordende magnitud. Estos TPS deberántrabajar en mayores límites detemperaturas, pero también debe-rán presentar durabilidad, ligerezay competitividad en costes con lasactuales soluciones.

Los desarrollos que se están lle-vando a cabo en Europa en laactualidad están orientados enlas siguientes líneas dentro delárea de materiales reutilizables:

Cerámicas de Ultra Alta Tempera-tura (UHTC). Los UHTC son mate-riales de la familia de cerámicascon temperaturas de fusión extre-madamente alta (3.025-3.225 ºC),con buena resistencia a la oxida-ción en las condiciones de la reen-trada, y una buena resistencia alchoque térmico para una cerámicamonolítica. Estos materialesmuestran un potencial para usar-los como estructuras calientes enlos bordes «afilados» de los futurosvehículos de reentrada, que ofre-cen ventajas en rendimiento aero-

El sistema de protección térmica es un aspecto crítico de los vehículos espaciales

¬ Localización (flecha azul) de la mantatipo AFSRI en el transbordador Atlantis.NASA




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Física y sociedadRevista del Colegio Oficial de Físicos

dinámico sobre los actuales bordes«desafilados» y mayor seguridadpara la tripulación. Los materialesque se están investigando inclu-yen compuestos dentro de otrascomposiciones HfB2/SiC y ZrB2/SiC.

Metales: Se está trabajando funda-mentalmente con las siguientesdos categorías de metales: Endure-cidos por Dispersión de Oxidos(ODS, Oxide Dispersed Strengthened)base Ni (PM1000, PM2000) y alumi-nuros de titanio. Los primeros pue-den operar hasta un rango de tem-peraturas cercano a 1.100 ºC, frentea los 850 ºC de los intermetálicos.Sin embargo existe un gran interésen el desarrollo de TPS basados enaluminuros de titanio debido a suligereza, buena resistencia a la oxi-dación y propiedades mecánicas.

Aislantes Flexibles FEI (Flexible Exter-nal insulation): A través de progra-mas como Hermes y ARD se ha pro-bado con éxito esta manta fabricadaa partir de fibras de sílice y muy simi-lar a las AFSRI estadounidenses.

Desarrollos de INASMET-Tecnalia Integrado en la Corporación Tec-nológica TECNALIA, INASMET-Tec-nalia es un centro tecnológico pri-vado y sin ánimo de lucro al servi-cio del tejido productivo e institu-cional. El centro cuenta con unaplantilla de 240 especialistas quedesarrolla sus actividades en lassiguientes áreas de conocimiento:

· Materiales y sus procesos (mate-

riales metálicos y materiales com-puestos de matriz metálica, plás-ticos y materiales compuestos dematriz orgánica, cerámicas y pul-vimetalurgia, tecnologías deunión y de superficies.

· Tecnologías químicas y medioambiente (ej. minimización, reci-claje / recuperación y tratamientode residuos, minimización y trata-miento de efluentes, valoraciónenergética de residuos, caracteri-zación y análisis de residuos yefluentes líquidos y gaseosos).

· Ensayos y caracterización demateriales (incluyendo servi-cios tecnológicos a empresas)

· Ingeniería de producto.

Durante los últimos años, la Uni-dad Aeroespacial de INASMET-Tec-nalia ha llevado a cabo una impor-tante labor de especialización en eldesarrollo de nuevos materialespara aplicaciones a elevadas tem-peraturas a través de diversos pro-yectos financiados por la AgenciaEspacial Europea y programasnacionales. Los principales estu-dios en este ámbito se resumen acontinuación:

· Desarrollo de materiales decambio de fase para el controlde la temperatura en TPS inteli-gentes (SMART TPS)

· Desarrollo de aleaciones ligerasg-TiAl mediante la técnica SHS ycaracterización de diversas alea-ciones de esta familia (IMPRESS,FESTIP, TRP)

· Desarrollo del aluminuro de tita-nio ortorrómbico reforzado confibras de SiC por el método MCF(Matrix Coated Fibre) (TRP).

· Desarrollo de aluminuro detitanio ortorrómbico para TPS(EXPERT, FLPP).

El principal objetivo de la cápsulaEXPERT, primariamente un demos-trador de tecnología, es el «volarproblemas aerotermodinámicoscríticos», es decir, estudiar proble-

mas de aerotermodinámica y vali-dar nuevos conceptos de TPS encondiciones reales de reentrada,dado que todos los sistemas des-arrollados para simular dichas con-diciones en tierra (túneles de vien-to) no consiguen reproducir contotal fiabilidad las condiciones quese dan en el evento de una reentra-da. El lanzamiento de la cápsulaEXPERT se hará desde un submari-no ruso, teniendo lugar el aterriza-je en la península de Kamchatka.

El intermetálico ortorrómbico quese pretende validar en vuelo en elEXPERT (Ti2AlNb) es un materialligero que combina unas excepcio-nales propiedades mecánicas, talescomo la resistencia a la tracción y lafluencia a alta temperatura. Laspropiedades termo-físicas de estematerial son muy prometedoras yes idóneo para aplicaciones dondela conductividad térmica debeestar limitada, o donde la expan-sión térmica puede generar proble-mas de cargas mecánicas, como esel caso de los sistemas de protec-ción térmica y «estructuras calien-tes» de vehículos espaciales.

El experimento de INASMET-Tec-nalia consta de una placa planaque se amarra a la estructura prin-cipal del EXPERT por medio de 4soportes. La loseta se colocaráencima del aislamiento flexibleexterno (Flexible External Insula-tion, FEI) que el EXPERT tiene en subase, asegurando de esta manerala funcionalidad de protección tér-mica. Tanto la loseta como lossoportes y tornillos de uniónsoporte-loseta se fabricarán dematerial intermetálico.

Garbiñe Atxaga, ingeniera industrial, yBegoña Canflanca, química, trabajandesde 1997 en el sector aeroespacial.Actualmente investigan en la UnidadAeroespacial de INASMET en el des-arrollo de materiales para elevadastemperaturas y de altas prestaciones.

¬ Prototipo de TPS metálico desarrollado enEE.UU. con aleaciones base Ni. NASA


El funcionamiento de una granorganización de carácter inter-nacional exige, sin duda, la dedi-cación de grandes recursos detodo tipo, y a menudo se olvidaque en la ESA no todo son labo-ratorios, rampas de lanzamientoy estaciones de seguimiento.¿Cuántas personas trabajan enla sede de la ESA y en el resto de

los centros? ¿Qué presupuestosse manejan y cómo interaccio-nan unas estructuras con otras?

La ESA tiene 17 países miembros(los miembros de la Unión Europeaantes de la última ampliación másSuiza y Noruega) y uno asociado(Canadá). Entre ellos han puesto enmanos de la agencia unos recursos

anuales para sus actividades espa-ciales de alrededor de 3 mil millonesde euros. Para gestionar y llevar acabo los programas correspondien-tes, la ESA cuenta con unos 1.900especialistas en distintos centros,junto con personal contratado yaportado por agencias nacionales.La sede central se encuentra enParís, pero el mayor centro tecnoló-gico y científico está en Noordwijk(Holanda). Hay un centro de opera-ciones de satélites y otro de astro-nautas en Alemania, un centro deobservación de la Tierra en Italia, uncentro de operaciones científicas enEspaña, y un centro de lanzamien-tos en la Guayana francesa. Todosellos funcionan de forma coordina-da a través de programas específi-cos, enmarcados en Direcciones,con el apoyo de otros de carácterhorizontal.

Ud. ha participado en todos losniveles de la investigación y ges-tión de las actividades espacialesen España. ¿Qué supone estarahora participando en la configu-ración de la política espacial euro-pea al máximo nivel?

En Europa es difícil tener los recur-sos económicos suficientes para laexploración e investigación espaciala nivel de países individuales. Larealización de proyectos ambicio-sos, en primera línea de la cienciaespacial, exige trabajar a nivel euro-peo y la ESA es la organización idó-nea para ello. Además, la posibilidadde trabajar en un ambiente inter-nacional, con científicos e ingenie-ros de distintos lugares, es unafuente enorme de riqueza y motiva-ción en el trabajo. Mi aportaciónactual en el campo de la políticaespacial me permite conocer aspec-tos de la ESA, mas allá de los pura-mente científicos, y su funciona-miento interno al más alto nivel.Además me enfrenta con retosnuevos y muy interesantes como la

Alvaro Giménez es uno de los españoles que mejor conoce el funcio-namiento interno de la Agencia Europea del Espacio. Actualmente coor-dinador de la política científica de la ESA, ha dirigido durante seis años elDepartamento de Investigación y Apoyo Científico del mayor centro tec-nológico y científico de la agencia en Noordwijk (Holanda). Ha sido tam-bién director general del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y tie-ne una brillante carrera como Profesor de Investigación del ConsejoSuperior de Investigaciones Científicas.

Entrevista con Álvaro Giménez Cañete

EN ESTOS MOMENTOS NUESTRA PRIORIDAD ES LAEXPLORACIÓN ROBÓTICA


Álvaro Giménez CañeteCoordinador de Política Científica de la Agencia Europea del Espacio

entrevista

Texto: José López-Cózar y Carlos Herranz


implicación de la comunidad cientí-fica en misiones de la ESA de todotipo o la generalización de reglasbásicas de competencia abierta,con revisión por los propios científi-cos, a la definición de los objetivos ymisiones para Europa en el mayornúmero de áreas posibles.

¿Tiene el Programa Científico dela Agencia suficiente respaldopor parte de los gobiernos delos países miembros? ¿Está ase-gurado su crecimiento en lospróximos años?

Los gobiernos apoyan los progra-mas de la ESA y, en particular, susmisiones científicas. Los recursosnunca son suficientes y la perma-nente lucha entre las distintas ide-as y los recursos globales asignadoshace que solo los mejores proyec-tos salgan finalmente adelante. Esimportante recordar, sin embargo,que la investigación científica nece-sita estabilidad económica a largoplazo, más que grandes subidas ytremendas bajadas. Esto lo consi-gue la ESA mediante la asignaciónde recursos en un programa decontribución obligatoria como es elcientífico. El crecimiento programa-do para los próximos años mostra-rá la eficiencia en la obtención deresultados en porcentajes muysuperiores a los de los presupues-tos asignados, gracias a la consoli-dación de una base estable. La efi-ciencia del programa científico hasido analizada recientemente por

un comité externo y las recomen-daciones proporcionadas permitenasegurar la optimización de losrecursos asignados.

La Estación Espacial Internacio-nal es ya el mayor y más estableasentamiento humano en elespacio, fruto de la colaboraciónde decenas de países. Segura-mente también es el más caro.¿Cuáles son los objetivos amedio y largo plazo? ¿Qué lugarocupa la ciencia en un proyectotan complejo y emblemático?

La Estación Espacial Internacional esun magnifico laboratorio para lainvestigación científica en condicio-nes ambientales únicas. Sin embar-go, el objetivo para su desarrollo ypuesta en órbita no es de caráctercientífico, ya que el costo de la mis-ma y su operación no pueden serjustificados exclusivamente coneste tipo de proyectos. Este es unejemplo más de cómo la cienciacontribuye al sostenimiento de lasactividades espaciales, igual queocurre en el campo de los coheteslanzadores para el acceso al espa-cio, o la infraestructura de medios yequipos de operación de misionesespaciales, de la industria espacialeuropea, etc.

EE.UU. ha apuntado a Martecomo su próximo gran objetivode exploración tripulada, pasan-do de nuevo por la Luna prime-ro. Rusia y otras potencias espa-

ciales también anuncian activi-dades en esa dirección. ¿Cuál esla postura de Europa a este res-pecto? ¿Compartimos destino,objetivos, medios? ¿Cuál va a sernuestro modelo: competición ocolaboración?

Europa ha dado prioridad a laexploración robótica y no a la demisiones tripuladas. Esto es simple-mente consistente con los recursosasignados y la tradición europea enel campo de las misiones no tripu-ladas. Sin embargo, no quiere decirque la ESA no esté interesada en losvuelos con astronautas y su partici-pación en la exploración de nuestrovecindario en el Sistema Solar. LaESA mantiene un centro de astro-nautas que contribuyen a la explo-tación de nuestra participación enla Estación Espacial Internacional ala que, próximamente, se incorpo-rará el módulo europeo Columbus.Además se iniciará el uso de unvehículo europeo de transporteautomatizado hacia y desde laestación espacial. Naturalmente, enuna exploración humana de Marteo en el establecimiento de una basepermanente en la Luna, los europe-os no estarán ausentes, aunque nopuedan liderar la iniciativa. Las con-tribuciones de apoyo a estos pro-yectos, o la utilización científica delas oportunidades que surjan, sonaspectos actualmente en debatedentro de la ESA. La colaboracióncon los Estados Unidos y con Rusiaserá fundamental.

Los europeos no estaremos ausentes en una hipotética exploración humana de Marte o en el establecimiento de unabase permanente en la Luna, aunque no podemos liderar estetipo de misiones

Pocos países europeos tienen capacidad para llevar a cabo proyectos de exploración e investigación espacial de forma individual. Por eso es tan importante el papel de la ESA


Álvaro Giménez CañeteCoordinador de Política Científica de la Agencia Europea del Espacio

entrevista

Física y sociedad



Guía de recursosde interés

ORGANISMOS DE GESTIÓN:

· Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI)www.cdti.es

ORGANIZACIONES DE I+D+i:

· Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial «EstebanTerradas» (INTA)www.inta.es

· Instituto Nacional de Meteorología (INM)www.inm.es

· Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) del CSICwww.iaa.csic.es

· Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)www.iac.es

· Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) del CSIC www.ice.csic.es

· Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)www.ieec.fcr.es

· Instituto de Física de Cantabria (IFCA) del CSIC y la Uni-versidad de Cantabriawww.ifca.unican.es

· Instituto Universitario de Microgravedad «Ignacio DaRiva» (IDR) de la Universidad Politécnica de Madridwww.idr.upm.es

· Centro de Astrobiología (CAB) del CSIC y el INTAwww.cab.inta.es

· Grupo de Astronomía y Ciencias del Espacio (GACE) dela Universidad de Valenciapollux.uv.es

· Grupo de Investigación Espacial de Alcalá (SRG) de laUniversidad de Alcaláwww.srg.uah.es

· Grupo de Mecánica Espacial (GME) de la Universidadde Zaragozagme.unizar.es

ORGANIZACIONES EMPRESARIALES:

· Asociación Española de Empresas del Sector Espacial(Proespacio)www.proespacio.org

· Asociación Española de Constructores de MaterialAeroespacial (ATECMA)www.atecma.org

· Asociación Española de Fabricantes de Armamento yMaterial de Defensa y Seguridad (AFARMADE)www.afarmade.org

· Associació Barcelona Aeronàutica i de l’espai (BAiE)www.bcnaerospace.org

OTRAS ORGANIZACIONES ESPECIALIZADAS:

· Centro Español de Derecho Espacial (CEDE)www.cede.org

· Sociedad Española de Medicina Aeroespacial (SEMA)www.semae.org

ORGANIZACIONES ESTUDIANTILES:

· Asociación para la Promoción Social de la Investigacióny el Desarrollo Espacial (APSIDE)sseti.unizar.es

· Associació Estudiantil per l’Exploració Espacial (A3E)www.a3e.org

· Laboratorio para Experimentación en Espacio y Micro-gravedad (LEEM)www.leem.es

ORGANIZACIONES EUROPEAS:

· Agencia Europea del Espacio (ESA)www.esa.int

· Política Espacial Europea de la Comisión Europeaec.europa.eu/comm/space/index_en.html

· Comité Europeo de Ciencias del Espacio (ESSC) de laFundación Europea para la Ciencia (ESF)www.esf.org/research-areas/space

· Organización Europea para la Explotación de SatélitesMeteorológicos (EUMETSAT)www.eumetsat.int

· Asociación Europea para la Investigación en Baja Gra-vedad (ELGRA)www.elgra.org

· Instituto Europeo de Política Espacial (ESPI)www.espi.or.at

· Asociación de la Industria Espacial Europea (EUROSPACE)www.eurospace.org

· Asociación EURISYwww.eurisy.org

· Iniciativa Estudiantil para la Exploración y TecnologíaEspacial (SSETI) www.sseti.net

ORGANIZACIONES INTERNACIONALES:

· Oficina de Naciones Unidas para Asuntos del EspacioExteriorwww.unoosa.org

· Comité para la Investigación del Espacio (COSPAR) delConsejo Mundial de la Ciencia (ICSU)cosparhq.cnes.fr

· Academia Internacional de Astronáutica (IAA)www.iaaweb.org

· Federación Astronáutica Internacional (IAF)www.iafastro.com

· Sociedad Planetariawww.planetary.org

· Asociación de Exploradores del Espacio (ASE)www.space-explorers.org

· Estudiantes para la Exploración y Desarrollo del Espacio (SEDS)www.seds.org

Guía de recursos


51Física y sociedad

El pasado mes de julio surgió unaimportante polémica sobre las profesio-nes reguladas en España, ante un pro-yecto de Real Decreto que incorporabaal ordenamiento español la Directiva2005/36/CE relativa al reconocimientode cualificaciones profesionales. En esteproyecto se definía «profesión regula-da» y se listaban las profesiones regula-das en el Estado español, desaparecien-do de ese listado la de Físico, entre otrasque, como la nuestra, venían siendo yareguladas por un Real Decreto anterior(RD 1665/1991), como biólogo, geólogo,psicólogo, sociólogo, trabajador social,etc. En definitiva, la transposición de unaDirectiva modificaba la actual normati-va sin motivo aparente, ya que la Direc-tiva de referencia tiene como objetivoúnicamente, según su exposición demotivos, refundir la legislación comuni-

taria sobre reconocimiento de cualifica-ciones profesionales.

Esta exclusión de algunas profesionescausó un gran revuelo en el ámbito cole-gial, y ha sido un claro ejemplo de cohe-sión entre las profesiones y de defensaconjunta de los intereses profesionalesen general. A través de Unión Profesio-nal –asociación que agrupa a la mayoríade los Consejos Generales y ColegiosOficiales de ámbito estatal– se denun-ció la injusticia que supondría conside-rar profesiones reguladas solo a aque-llas que tienen sus competencias reco-nocidas por Ley, siguiendo el artículo 36de la Constitución española, y se puso demanifiesto que en estas tres décadas dedemocracia los sucesivos gobiernos nohan abordado la regulación de las com-petencias profesionales. (página 52)

SUPLEMENTO INFORMATIVO DE LA REVISTA FÍSICA Y SOCIEDAD CON LAS NOTICIAS MÁS ACTUALES DEL MUNDO DE LA FÍSICA Y DEL COLEGIO OFICIAL DE FÍSICOS

LA PROFESIÓN DE FÍSICO, ¿PROFESIÓN REGULADA O NO?Es la pregunta que nos hicimos en el Colegio Oficial de Físicos antela perspectiva de que nuestra profesión desapareciera de la listade profesiones reguladas en España.

El Nobel de Física 2007 (página 53)

El Nobel de la Paz aborda el problema delcambio climático (página 55)

Tercer centenario de Euler (página 56)

V Encuentro Iberoamericano deDesarrollo Sostenible(página 57)

IGNACIO CIRAC, PREMIO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN 2007

El Premio Nacionalde Investigación«Blas Cabrera», en lacategoría de Cien-cias físicas, de losmateriales y de laTierra ha sido con-

cedido a Juan Ignacio Cirac Sasturainpor sus excepcionales contribucio-nes a la Física Atómica y de la Mate-ria Condensada, específicamente ala información y física cuántica. Estefísico de 42 años es actualmentedirector de la División Teórica del Ins-tituto Max-Planck en Garching (Ale-

mania), y en 2006 recibió el PremioPríncipe de Asturias de InvestigaciónCientífica y Técnica.

El propósito de estos premios esreconocer la labor de aquellos inves-tigadores españoles destacados encampos científicos de relevanciainternacional y que contribuyen alavance de la ciencia, al mejor cono-cimiento del hombre y su conviven-cia, a la transferencia de tecnologíay al progreso de la Humanidad.Cada año se convocan cinco pre-mios dentro de diez categorías.


Las leyes que regulan las competen-cias profesionales en este momentoson en su mayoría preconstituciona-les, por lo que Unión Profesional con-tinúa con su labor de reivindicacióndel desarrollo de las competenciasprofesionales de las titulaciones uni-versitarias, tal y como prevé la Cons-titución española.

Desde el Colegio de Físicos se juzgóque el hecho de que nuestra profesiónpudiera quedar «desrregulada» podríatener graves consecuencias para nues-tro colectivo. En primer lugar, porque laconsiguiente falta de un sistema dereconocimento de cualificaciones pro-fesionales de las profesiones no regu-ladas dificultaría la libre circulación deFísicos en la UE. Pero también porquela normativa futura agravará la situa-ción, marcando las diferencias entre

titulaciones conducentes a una profe-sión regulada, que podrían obtenerdirectrices propias y para las quehabría unas condiciones mínimas deformación, y las que no.

En definitiva, poco a poco se crearíauna distinción entre profesiones deprimera y profesiones de segunda quedenunciamos desde el Colegio de Físi-cos, y ante lo cual el Colegio puso enmarcha todos los mecanismos a sualcance para tratar de evitar la situa-ción en que quedaría la profesión deFísico, a pesar de contar con una titu-lación oficial, Colegio Profesional, unalarga tradición en nuestro país y dis-

posiciones legales, reglamentarias yadministrativas que la avalan comoun pilar de nuestro desarrollo.

Así, planteamos a los responsables delas carteras de Educación, Industria ySanidad la importante contribuciónque los físicos hemos tenido –y segui-mos teniendo– en el desarrollo de sec-tores vitales para nuestro país como lasanidad, la economía, la industria, laenergía, las tecnologías de la informa-ción y las comunicaciones, las infraes-tructuras y el transporte, el medioambiente, la vivienda, la defensa, losservicios, la cultura, etc.

En esta tarea de reivindicación, desdeel Colegio contamos con la colabora-ción de una extensa red de físicos. LosDecanos de las Facultades de Física,presidentes de Sociedades Científicas

y físicos que ocupan puestos relevan-tes en empresas, administración ycentros de investigación, apoyaronactivamente la idea de que España nopuede perder profesionales del másalto nivel ni debe permitir que que-den devaluados frente a quienes vie-nen de otros países.

Parece que, a fecha de cierre de estarevista, todo este trabajo ha dado susfrutos, y los físicos hemos vuelto a la listade profesiones reguladas de la que nodebimos salir. Todavía quedan muchostrámites hasta que el Real Decreto seapruebe, por lo que es necesario seguiratentos a toda su evolución.


Las leyes que regulan las competencias profesio-nales son en su mayoría preconstitucionales

Vivimos sumergidos en unmar de campos eléctricos ymagnéticos. Así comienza eldíptico de divulgación sobrelos campos electromagnéticosque el Colegio de Físicos hapublicado con la colaboraciónde Red Eléctrica de España, pri-mero de una serie de folletosdivulgativos sobre cuestionesde la física relacionadas con laenergía. El siguiente folletoprevisto tratará el tema de laeficiencia energética.

Este cuadernillo presenta lainformación en un lenguajeclaro y sencillo, con un impor-tante apoyo gráfico. Así se pre-tende llegar al ciudadano de apie y darle a conocer los fenó-menos físicos que nos rodeanen la vida cotidiana. El folletoestá dirigido a municipios,asociaciones de vecinos y deconsumidores y, en general, alos ciudadanos interesados enla materia.

FÍSICA EN LASOCIEDAD…AL ALCANCEDE TODOS

(viene de la página 51)



En 1988 ambos descubrieron porseparado este efecto físico, descono-cido hasta entonces, por el que alaplicar un campo magnético externoa un sistema formado por multica-pas alternas de metal magnético yno magnético de unos pocos átomosde espesor se generan grandes cam-bios de resistencia eléctrica en dichosistema. El efecto se reveló especial-mente útil para detectar camposmagnéticos muy pequeños, lo que lohace idóneo para convertir encorriente eléctrica la informaciónregistrada de forma magnética. Seríaotro físico, el británico Stuart Parkin,trabajando en los laboratorios deIBM en EE.UU., quien apenas diezaños más tarde lograría un dispositi-vo barato y fiable para poder aplicarla magnetorresistencia gigante a lalectura de dispositivos comercialesde almacenamiento como discos

duros de ordenadores, reproductoresMP3, etc., así como a otros sensoresmagnéticos de variada utilidad.

Fert nació en 1938 en Carcassone(Francia) y actualmente dirige la Uni-dad Mixta de Física CNRS/Thales enOrsay. El alemán Grünberg nació en1939 en Pilsen (actual República Che-ca) y es profesor en el Instituto deInvestigación de Estado Sólido delCentro de Investigación de Jülich, enel oeste de Alemania. Ambos habíanvisto reconocida su aportación conanterioridad por la Sociedad Ameri-cana de Física (1994) y por la Socie-dad Europea de Física (1997). El Pre-mio Nobel de Física está dotado con10 millones de coronas suecas (1,1millones de euros) y se entregarájunto al resto de los galardones el 10de diciembre, aniversario de la muer-te de su fundador, Alfred Nobel.

Otros físicos galardonados este año

Por otra parte, el también físico ale-mán e investigador en físico-quími-ca de superficies sólidas GerhardtErtl ha sido galardonado con el Pre-mio Nobel de Química por sus avan-ces sobre los procesos de las reaccio-nes químicas catalizadas que tienenlugar en superficies y que hoy se uti-lizan por parte de prácticamentetoda la industria. Erlt, de 71 años, esprofesor emérito en el Instituto FritzHaber de Berlín y se le considera unode los pioneros de esta nueva disci-plina que involucra por igual a físicosy químicos.

El cuarto físico galardonado este añocon un Nobel es el biofísico estadou-

nidense de origen italiano Mario R.Capecchi, que comparte el PremioNobel de Medicina y Fisiología juntoa los genetistas Martin Evans y Oli-ver Smithies por sus descubrimien-tos sobre las células madre embrio-narias y la recombinación de ADN enmamíferos. Estos descubrimientoshan conducido a la obtención deratones experimentales creadosmediante la anulación de la funciónde un gen específico, lo que resultade enorme utilidad para el estudiode los procesos biológicos o el des-arrollo de enfermedades.

Más información en:www. nobelprize.orgwww.cnrs.frwww.fz-juelich.de

La Real Academia de Ciencias Sueca ha concedido este año el Premio Nobel de Física a los físicos euro-peos Albert Fert y Peter A. Grünberg, que con sus investigaciones han revolucionado el mundo de la infor-mática al dar con la clave que ha permitido aumentar la capacidad de almacenamiento de los discos durosy minimizar así su tamaño: la «magnetorresistencia gigante».

EL NOBEL DE FÍSICA 2007 PREMIA A LOS DESCUBRIDORES DE LA «MAGNETORRESISTENCIA GIGANTE»

¬ Peter A. Grünberg. Centro de Investigación de Jülich

¬ Albert Fert. CNRS



La condición mediática de Al Gore,no exenta de polémica, ha contribui-do a que el calentamiento global seconvierta en una cuestión conamplia cobertura en los medios.

La contribución del IPCC, creadohace casi dos décadas, ha sidomenos conocida por el ciudadanomedio, pero se ha convertido real-mente en la base del conocimientogracias a sus extensos informes deevaluación sobre el cambio climáti-co y a sus correspondientes infor-

mes de síntesis que presentan, deuna forma objetiva y equilibrada, lasprincipales conclusiones sobre lascausas e impactos del cambio cli-mático y las posibles medidas derespuesta, dirigidos principalmentea quienes toman decisiones.

En el cuarto informe de evaluaciónpresentado en noviembre de 2007en Valencia, se confirma no solo elcambio del clima y su causa princi-pal –la emisión de gases de efectoinvernadero (GEI) por la actividadhumana– sino que sus efectos sonya irremediables debido a la inercia

del sistema, por lo que tan impor-tante como reducir las emisiones deGEI es poner en marcha medidas deadaptación a estos efectos.Este Nobel reconoce la dedicación y

compromiso de los cientos de cientí-ficos y expertos que participan en larealización de estos informes, pues-to que el IPCC se basa en la contri-bución de cientos de autores y revi-sores con una metodología quegarantiza el rigor científico, a la vezque fomenta la participación de per-sonas de todas las culturas y partesdel mundo y con perspectivas com-plementarias.

Este método de trabajo ha demos-trado cómo los científicos pueden ydeben en determinados temas serla base del conocimiento que mane-

jen los gobiernos y las empresas a lahora de establecer sus políticas yestrategias. Y el premio ha sido laforma de agradecer este importanteservicio a la humanidad.

UN NOBEL DE LA PAZ PARA LA DIVULGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICOEl premio Nobel de la Paz se ha concedido al Grupo Interguberna-metal de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y al ex vice-presidente de EE.UU. Albert A. Gore por «sus esfuerzos para incre-mentar y divulgar el conocimiento sobre la contribución humana alcambio del clima y por establecer las bases de las medidas nece-sarias para invertir esta tendencia».

Prisma Casa de las Ciencias a la Divulgación para Miguel Ángel SabadellEn la XX edición de este certamenel Prisma al mejor artículo perio-dístico de divulgación científicapublicado durante el año 2006 fueotorgado al trabajo «¿Hemos sidodiseñados?», del físico MiguelÁngel Sabadell, publicado en la

revista Muy Interesante, «por seruna revisión científica bien docu-mentada del tema del creacionis-mo, muy actual y de gran impactosocial, dando una oportuna visiónde la situación en España, y sugi-riendo buenas fuentes de infor-

mación». El Ayuntamiento de ACoruña convoca estos premios,creados por los Museos CientíficosCoruñeses, con el objetivo de esti-mular la producción de herra-mientas de divulgación científicaen nuestro país.

¬ Rajendra Kumar Pachauri, presidente del IPCC

Los informes del IPCC se basan en el conocimiento científico de cientos de autores



El proyecto pretende seleccionar ypriorizar las competencias generales ytransversales de las titulaciones deGrado (Física, Química, Matemáticas,Biología y Geología), clarificar las dife-rencias entre las competencias de Gra-do, Máster y Doctorado y proponermodelos factibles, rigurosos y simplesde evaluación de las competencias delos estudiantes de Grado en diferentesmomentos, que sean, al mismo tiem-po, eficaces y eficientes, así como

ampliamente aceptados por las partesinteresadas: profesores, estudiantes yempleadores. Con ello se pretende con-tribuir de forma práctica al nuevo pro-ceso de enseñanza-aprendizaje quecomporta el espacio europeo de ense-ñanzas superiores, al diseño e implan-tación de las nuevas titulaciones en laRama de Ciencias y apoyar los procesosde acreditación de los nuevos Planes deEstudio resultantes en las titulacionesde Grado de la Rama de Ciencias.

Leonhard Euler nació en la primave-ra de 1707 –se celebra ahora su tri-centenario– cerca de Basilea, en Sui-za, y murió en el otoño de 1783. Tuvocomo profesor nada menos que aJohann Bernoulli. Su pasión por lamatemática le hizo abandonar otrosestudios. Formó parte de las Acade-mias de Berlín y San Petersburgo. Suobra más conocida es «Cartas deEuler dirigidas a una princesa ale-mana sobre diferentes temas de

filosofía natural». Publicó trabajosoriginales sobre la teoría de núme-ros, los logaritmos, la variable com-pleja, el álgebra, la geometría y lacombinatoria. Su obra completaconsta de casi cuarenta volúmenescon gran dedicación, además de a lamatemática pura, a la matemáticaaplicada, con estudios sobre mecá-nica, óptica, música y ciencia naval.Su obra completa tiene muchaspáginas en latín, francés y alemán.

EVALUACIÓN DE LAS COMPETENCIAS DE LOS ESTUDIANTES DE LOS FUTUROS GRADOS DE CIENCIASUn consorcio formado por representantes de varias universidadesespañolas va a abordar la evaluación de las competencias de los estu-diantes de los futuros grados de la rama de conocimiento de ciencias.Para ello se han creado varios grupos de trabajo entre los que seencuentra el que abordará las competencias de la titulación en Física.En este grupo, coordinado por Enrique Hita, Decano de Ciencias de laUniversidad de Granada, participa el Colegio de Físicos.

OLÍMPICOS EN FÍSICA El alumno zaragozano AdriánRodrigo Escudero fue el primerclasificado en la XVIII OlimpiadaEspañola de Física, celebradaen Jaén el pasado mes abril. Acontinuación consiguieron losprimeros puestos Francisco deAsís Fernandez (Complutensede Madrid), Daniel Remón(Oviedo), Francisco Javier Mar-tínez (Autónoma de Madrid) yAntonio Yáñez (A Coruña). Tresproblemas teóricos y una prue-ba experimental sirvieron paraseleccionar a los mejores deentre los 135 alumnos desegundo de Bachillerato partici-pantes. Esta edición fue organi-zada por la Real Sociedad Espa-ñola de Física, la Universidad deJaén y el Ministerio de Educa-ción y Ciencia.

Estos cinco primeros clasificados,además de recibir un premio enmetálico de 750 euros, representa-ron a España en la XXXIX OlimpiadaInternacional de Física celebrada del13 al 22 de julio en Isfahan (Irán), don-de Francisco Fernández y AlejandroGimeno lograron sendas Mencionesde Honor. A su vez, los cuatrosiguientes participaron en la XIIOlimpiada Iberoamericana, que esteaño tuvo lugar en la ciudad de Cór-doba (Argentina) entre los días 29 deseptiembre y 8 de octubre. En estaúltima obtuvieron sendas medallasDaniel Remón Rodríguez (Oro) yDaniel de la Concepción Sáez (Plata).

Más información en:www.ucm.es/info/rsef/oefwww.jyu.fi/tdk/kastdk/olympiads

EULER: TRES SIGLOS DESPUÉS


57Física y sociedadRevista del Colegio Oficial de Físicos

CONVOCATORIA DE CONAMA 9La novena edición del Congreso Nacional del Medio Ambiente se celebrará en Madrid del 1 al 5de diciembre de 2008. En continua evolución, esta nueva edición consolida su convocatoria incor-porando nuevas propuestas: internacionalización, el aula para la reflexión, informe de referenciasobre un tema clave y un espacio destacado para las ONG.

El COFIS, como viene siendo habitual, participará activamente en CONAMA 9 con una presencia destacada en los ámbi-tos de actuación más habituales de los físicos en el sector ambiental, como son la contaminación atmosférica, acústicao lumínica, los temas energéticos, el cambio climático, la I+D+i, etc. Más información en: www.conama.org

Premios Ciencia en Acción

El pasado mes de octubre sefallaron en Zaragoza los pre-mios del 9º concurso para pro-fesores de ciencias y divulgado-res científicos de países dehabla hispana o portuguesa,Ciencia en Acción 2007, organi-zado por la Real Sociedad Espa-ñola de Física, la Real SociedadMatemática Española, el Conse-jo Superior de InvestigacionesCientíficas (CSIC) y la FundaciónEspañola para la Ciencia y laTecnología (FECYT).

Entre los galardonados se encuentranel físico Samuel Buisán, de Monzón(Huesca), autor del libro didáctico Lift-off editado por la ESA, un equipo deastrofísicos del Instituto de Astrofísicade Andalucía (Granada), así como otrosmuchos físicos en distintas categorías.El premio de Cortos Científicos se con-cedió al trabajo «Eclipses y Tránsitos»,de la Universidad de Valencia. El PremioEspecial del Jurado de este año se haconcedido a la Televisión Educativa dela UNED por su continuada labor dedifusión de la Ciencia.

Igualmente se fallaron los premios delconcurso Adopta una Estrella, para gru-pos de 3 alumnos no universitarioscoordinados por un profesor, en el quese debía elegir un objeto o fenómenoastronómico para realizar con él unaactividad práctica o de observación.

Más información en:www.cienciaenaccion.org

Premio para las bicis deCONAMA 8

La Fundación Movilidad presen-tó, con motivo de la SemanaEuropea de la Movilidad, su pro-grama Muévete Verde, de iden-tificación, reconocimiento y difu-sión de buenas prácticas enmateria de movilidad que bene-fician a la ciudad de Madrid.

Una de las primeras distincionesha sido otorgada a la FundaciónCONAMA por el servicio de présta-mo y aparcamiento de bicicletasen la octava edición de CONAMA,por lo que supone de «fomentodel uso de la bicicleta para accedery desplazarse por el recinto ferial ypor el hecho de que se trata de laadopción, por primera vez en unCongreso de esta envergaduracelebrado en Madrid, de unamedida similar».

La Fundación CONAMA agradecióeste premio y se comprometió aseguir avanzando en la incorpora-ción de medidas que hagan más sos-tenible la celebración del Congreso.

EIMA 5, conocimientopara la cooperación

El V Encuentro Iberoamericanode Desarrollo Sostenible, queorganiza la Fundación CONA-MA y la Fundación Ciudad delSaber en Panamá del 19 al 22de noviembre de 2007, se cele-bra en un momento significati-vo para el debate sobre los pro-blemas de la sostenibilidad deldesarrollo, en el que toca haceruna reflexión sobre las circuns-tancias de cultura y conoci-miento en que han de enmar-carse las relaciones de coope-ración necesarias para garanti-zar dicha sostenibilidad.

Dejando atrás la fase de coopera-ción que entendía el desarrollo sos-tenible como la adición de unadimensión ambiental a la teoríaclásica del desarrollo, hoy la com-plejidad de las relaciones de inter-dependencia entre los sistemaseconómicos, sociales y naturalesreclama nuestra atención y nosobliga a plantear de nuevo lossupuestos en torno a los que se haido organizando la cooperacióninternacional.

Profesionales del ámbito iberoame-ricano pretenden en este encuentroavanzar en las bases que requiereeste nuevo concepto de cooperación.

Más información en:www.conama.org/eima5


b i b l i o g r a f í a

John Gribbin

BIOGRAFÍA DEL UNIVERSO

Editorial Crítica. Barcelona, 2007ISBN: 978-84-8432-914-5305 pág. PVP: 19,95 euros

Todos los capítulos tienenpor título una pregunta,empezando por «¿Cómosabemos las cosas quepensamos que sabemos?»Después se centra en lagran cuestión de síntesis ycompletitud del saber:«¿Existe una teoría delTodo?» Se están dedicandomuchos esfuerzos y espe-ranzas a buscar la ansiadateoría definitiva única, loque expone con un enfo-que realmente didáctico yameno.

En el último capítulo,«¿Cómo terminará todo?»,su faceta de astrofísicohace aparición junto con laconstante cosmológica, laenergía oscura, el BigCrunch o el Big Rip. Gribbintermina con su preferen-cia: el modelo Fénix de uni-versos eternamente cícli-cos, bien reflejado en unpoema del abuelo de Char-les Darwin: «...La Naturale-za inmortal levanta su for-ma variable, Montes desdesu pira funeraria en alas dellamas, Y se alzan y brillan,otros y los mismos». A.V.M.

José Manuel Sánchez Ron.

EL PODER DE LA CIENCIAHistoria social, política y económica de la ciencia(siglos XIX y XX)

Editorial Crítica. Barcelona, 2007ISBN: 978-84-8432-758-51.024 pág. PVP: 39 euros

Refleja la historia social,política y económica de laciencia durante los siglosen los que se hicieron des-cubrimientos y formularonteorías que han cambiadonuestra visión del mundo.Abarca ideas y logros entodas las ciencias y losgrandes nombres de laciencia hacen también suaparición, con especialdetenimiento en dos deellos: Charles Darwin yAlbert Einstein.

Hay también tres capítulosque merecen una especialreferencia por su impor-tancia, pues abordan lamovilización de la ciencia afavor de la guerra, la cien-cia en la Alemania deHitler y la revolución delADN. En definitiva, el autorha hecho un gran libro dereferencia en el campo dela divulgación e historio-grafía de la ciencia. A.V.M.

Kurt Gödel

SOBRE PROPOSICIONESFORMALMENTEINDECIDIBLESDE LOS PRINCIPIAMATHEMATICAY SISTEMASAFINES

Introducción de Manuel GarridoKRK Ediciones. Oviedo, 2006ISBN: 978-84-96476-95-0160 pág. PVP: 19,95 euros

El «teorema de incomple-tud» de la matemáticadescubierto por Gödelconstituye una de las másimportantes conquistascientíficas del siglo XX. Suhallazgo representa unarevolución de los funda-mentos de la lógica y de lamatemática tan importan-te como la teoría de la rela-tividad en física.

Este célebre teorema esta-blece que nuestros méto-dos de deducción son inca-paces de dar cuenta detodas las verdades de lamatemática. La superiori-dad de la mente humanasobre cualquier máquinaes una de sus más profun-das consecuencias filosófi-cas. Göder nació en 1906en Brno (República Checa).

Helge Kragh

GENERACIONESCUÁNTICAS:UNA HISTORIADE LA FÍSICA EN EL SIGLO XX

Ediciones Akal. Madrid, 2007ISBN: 978-84-460-1722-6472 pág. PVP: 39 euros

Es esta una historia rica enfacetas, no sólo en sus ver-tientes teórica y aplicada,sino en la que hay que tenermuy en cuenta el contextosocial y cultural. ¿Quiéneseran los físicos sobre 1900?A partir de esta y otras pre-guntas va desgranando tér-minos, ideas, teorías, impli-caciones filosóficas, descu-brimientos y problemas y,naturalmente, espectacula-res avances. Los grandesnombres de la física surgena medida que avanza elsiglo y el libro.

Como indica el autor, a fina-les de 1940 la física de partí-culas elementales no existíacomo disciplina y el término«altas energías» no habíaentrado en el vocabulario,pero posteriormente seabrió este campo fascinanteque supuso una crecienteconfianza en los grandeslaboratorios de investiga-ción, compaginando teoríacon experimento. Es un dig-no tributo a tantas genera-ciones de físicos, con unaextensa bibliografía reco-mendada. A.V.M.


Alberto Virto Medina / Alberto Miguel Arruti


Física y sociedad - cofis.es · Jefe del Departamento de Retornos de Programas Científicos e...

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