Captant les imatges més nítides del Sol amb tecnologia de Cerdanyola

La missió Solar Orbiter de l'Agència Espacial Europea (ESA) i la NASA ha captat les imatges més nítides fins a la data del pol sud del Sol. Ho ha aconseguit gràcies a tecnologia dissenyada i fabricada per l’Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), al campus de la UAB de Cerdanyola. L'objectiu? Respondre grans preguntes sense resoldre.

Aquesta tecnologia marca Cerdanyola suposa la fabricació de fotodíodes de carbur de silici a la Sala Blanca de Micro i Nanofabricació, que formen part dels panells fotovoltaics de la nau. Situada a un angle de 17° per sota de l'equador solar, la sonda ha pogut observar directament el pol sud de la nostra estrella. En els pròxims anys, la seva òrbita s'anirà inclinant progressivament per a oferir vistes encara més detallades i proporcionar més informació sobre el camp magnètic solar i la seva evolució.

Solar Orbiter és el laboratori científic més complex mai enviat cap al Sol. És la nau que més s'ha acostat a la nostra estrella i la primera a observar les regions polars. Amb els seus deu instruments científics, la comunitat científica espera respondre grans preguntes sense resoldre: què impulsa el cicle d'11 anys d'activitat magnètica del Sol? Què escalfa la corona, la capa superior de la seva atmosfera, a milions de graus Celsius? Com es forma el vent solar i què ho accelera a velocitats de centenars de quilòmetres per segon? I com afecta tot això el nostre planeta?

Els panells solars de la sonda estan protegits per components de carbur de silici fabricats a la Sala Blanca, una Infraestructura Científica i Tècnica Singular (ICTS). Es tracta de 500 fotodíodes essencials per garantir el subministrament d'energia de la nau i suportar les altíssimes temperatures al llarg de la trajectòria. Tot i que la nau pot estar exposada a més de 400 graus centígrads, l'orientació dels panells limita la temperatura que reben directament fins a un màxim de 350 graus.

Aquests components són díodes Schottky desenvolupats pel Grup de Dispositius i Sistemes de Potència (PDS) de l'IMB-CNM. Estan fabricats en carbur de silici, un semiconductor avançat amb excel·lents propietats per a entorns extrems: resisteix camps elèctrics elevats, altes densitats de corrent, altes temperatures de funcionament i ofereix una gran resistència a la radiació.

Miquel Vellvehi, investigador principal del grup, indica que els panells solars estan disposats en línies horitzontals connectades entre si i “el repte és que tot segueixi funcionant, fins i tot quan falla alguna”. Per això, cadascuna d'aquestes línies de cèl·lules solars té un díode d'alta tensió (300 V, 5A) en sèrie, un component electrònic “que permet desconnectar la línia defectuosa i assegurar que el funcionament de les cel·les”.

Els components desenvolupats per l'IMB-CNM per a la Solar Orbiter, amb lleugeres modificacions als seus paràmetres, són els mateixos que es van fabricar per a altres missions espacials, com BepiColombo –la missió conjunta de l'ESA i l'Agència Espacial Japonesa (JAXA) per a l'exploració de Mercuri, llançada a la 20 2023 per estudiar les llunes de Júpiter.

L'IMB-CNM, CSIC

L'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) és l'institut de referència a Espanya en recerca orientada a dispositius i sistemes microelectrònics, acreditat com a Unitat d'Excel·lència Maria de Maeztu. És el centre de recerca més gran dedicat a la recerca i desenvolupament en Micro i Nano Tecnologies i Microsistemes i amb unes capacitats úniques de tecnologia de silici. És únic en disseny i fabricació de circuits integrats, xips, a la Sala Blanca de Micro i Nanofabricació, una Infraestructura Científica i Tècnica Singular (ICTS) reconeguda pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats.