{"id":20097,"date":"2022-07-18T10:30:00","date_gmt":"2022-07-18T08:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ieec.cat\/melisa-el-prototipo-de-sensor-magn%c3%a9tico-compacto-para-reducir-ruido-en-grandes-misiones-espaciales\/"},"modified":"2022-07-18T10:30:00","modified_gmt":"2022-07-18T08:30:00","slug":"melisa-el-prototipo-de-sensor-magn%c3%a9tico-compacto-para-reducir-ruido-en-grandes-misiones-espaciales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ieec.cat\/es\/melisa-el-prototipo-de-sensor-magn%c3%a9tico-compacto-para-reducir-ruido-en-grandes-misiones-espaciales\/","title":{"rendered":"MELISA, el prototipo de sensor magn\u00e9tico compacto para reducir ruido en grandes misiones espaciales"},"content":{"rendered":"<p>[et_pb_section fb_built=\u00bb1&#8243; fullwidth=\u00bbon\u00bb theme_builder_area=\u00bbpost_content\u00bb _builder_version=\u00bb4.14.8&#8243; _module_preset=\u00bbdefault\u00bb height=\u00bb114px\u00bb background_color=\u00bb\u00bb hover_enabled=\u00bb0&#8243; 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una convocatoria competitiva interna para proporcionar financiaci&oacute;n semilla a un proyecto de alto potencial y de alto impacto. El objetivo era estimular la colaboraci&oacute;n entre miembros y grupos del IEEC, as&iacute; como fomentar propuestas innovadoras, permitiendo la realizaci&oacute;n de estudios de viabilidad y pruebas de concepto que facilitaran aumentar su grado de madurez.<\/p>\n<p>La financiaci&oacute;n proven&iacute;a de una dotaci&oacute;n excepcional obtenida en una de las evaluaciones <a href=\"https:\/\/cerca.cat\/\">CERCA<\/a> (Centres de Recerca de Catalunya). La propuesta de la convocatoria surgi&oacute; de la Direcci&oacute;n del IEEC y fue aprobada por parte de la Instituci&oacute;n CERCA.<\/p>\n<p>El proyecto ganador de la convocatoria fue MELISA (MEMS <em>miniaturized low-noise magnetic field sensor for LISA<\/em>), propuesto por miembros del IEEC en tres de sus Unidades de Investigaci&oacute;n: el <a href=\"https:\/\/futur.upc.edu\/CTE-CRAE?locale=es\">Grupo de Investigaci&oacute;n en Ciencias y Tecnolog&iacute;as del Espacio<\/a> (CTE) de la <a href=\"https:\/\/www.upc.edu\/es?set_language=es\">Universitat Polit&egrave;cnica de Catalunya &middot; BarcelonaTech<\/a> (UPC), el <a href=\"https:\/\/www.ice.csic.es\/\">Instituto de Ciencias del Espacio<\/a> (ICE-CSIC) y el <a href=\"https:\/\/icc.ub.edu\/\">Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona<\/a> (ICCUB). Ahora, poco m&aacute;s de un a&ntilde;o despu&eacute;s de su adjudicaci&oacute;n (en marzo de 2021), el proyecto ha finalizado y se presentan los resultados obtenidos.<\/p>\n<p>El objetivo de MELISA era el dise&ntilde;o de un magnet&oacute;metro miniaturizado, de muy bajo ruido, en el rango ultrabajo de frecuencias utilizado en algunas misiones espaciales, como en la misi&oacute;n de la <a href=\"https:\/\/www.esa.int\/\">Agencia Espacial Europea<\/a> (ESA) <a href=\"https:\/\/www.elisascience.org\/\">LISA<\/a> (<em>Laser Interferometer Space Antenna<\/em>), que constituir&aacute; el primer observatorio de ondas gravitacionales en el espacio.<\/p>\n<p><strong>Manel Dom&iacute;nguez-Pumar<\/strong>, investigador principal del proyecto, investigador del CTE (UPC) y miembro del IEEC, explica: &laquo;El objetivo del proyecto MELISA era reducir el ruido del campo magn&eacute;tico al nivel de los requisitos de la misi&oacute;n LISA a la vez que conseguir una miniaturizaci&oacute;n que pudiera ser &uacute;til para otras misiones e incluso en otros &aacute;mbitos de la ciencia y la tecnolog&iacute;a. Gracias a la convocatoria interna del IEEC conseguimos reunir en un mismo proyecto el personal y el material de tres de sus Unidades de Investigaci&oacute;n&raquo;. Y a&ntilde;ade: &laquo;Estamos muy contentos de haber ganado la convocatoria y de haber podido llevar adelante este proyecto que hace tiempo ten&iacute;amos en mente&raquo;.<\/p>\n<p>En el rango ultra-bajo de frecuencias, cuando todas las dem&aacute;s fuentes de ruido se han reducido o eliminado, el denominado &lsquo;ruido rosa&rsquo;, o 1\/<em>f<\/em>, es el que generalmente domina y el principal reto a abordar. Una forma de mitigar el efecto de este ruido rosa en sensores de campo magn&eacute;tico es mediante la llamada &#39;t&eacute;cnica de modulaci&oacute;n del campo magn&eacute;tico&#39;. Se trata de una t&eacute;cnica prometedora en aplicaciones de espacio, que consiste en modular el campo magn&eacute;tico local a un sensor resistente magn&eacute;tico. En este proyecto se utilizan magnetorresistencias de efecto t&uacute;nel (TMR, <em>Tunneling Magnetic Resistor<\/em>) &mdash;sensores magn&eacute;ticos que no requieren corrientes elevadas y que tienen un gran potencial de miniaturizaci&oacute;n&mdash;. Al modular el campo magn&eacute;tico local a la TMR, se traslada el contenido espectral de la se&ntilde;al a frecuencias m&aacute;s altas, donde este ruido es mucho menor. Para ello se coloca, cerca de la TMR, un resonador microelectromec&aacute;nico (MEMS, <em>Microelectromechanical System<\/em>), en el que se deposita un material ferromagn&eacute;tico de alta permeabilidad. Al excitar el resonador MEMS a su frecuencia de resonancia, el campo observado por la TMR es modulado a esa frecuencia. Esto permite evitar la regi&oacute;n de baja frecuencia, en la que domina el ruido limitante 1\/<em>f<\/em> intr&iacute;nseco a la TMR, y que degrada su rendimiento. Finalmente se procede a demodular la se&ntilde;al adquirida para recuperar la se&ntilde;al de campo magn&eacute;tico original.<\/p>\n<p>&laquo;En la &uacute;ltima fase del proyecto hemos estado caracterizando, en los laboratorios del ICE-CSIC, este dispositivo en condiciones de vac&iacute;o y mediante sistemas de aislamiento del campo magn&eacute;tico terrestre para llegar a medir las variaciones de nanoTesla que requer&iacute;a el proyecto&raquo;, comenta <strong>Miquel Nofrarias<\/strong>, investigador del ICE-CSIC y miembro del IEEC. Y agrega: &laquo;Nos ha sorprendido gratamente que esta prueba de concepto llegara a valores de precisi&oacute;n que son competitivos en comparaci&oacute;n con otros sistemas comerciales de medida del campo magn&eacute;tico&raquo;.<\/p>\n<p>Durante el proyecto se ha desarrollado tanto el sensor como la electr&oacute;nica de adquisici&oacute;n. Adem&aacute;s, MELISA tambi&eacute;n describe una hoja de ruta para una futura integraci&oacute;n de la electr&oacute;nica de control en un circuito integrado (ASIC, <em>Application Specific Integrated Circuit<\/em>), a fin de conseguir una miniaturizaci&oacute;n del sensor.<\/p>\n<p>El proyecto propuesto tambi&eacute;n contemplaba explorar la aplicaci&oacute;n del sensor de alto rendimiento resultante en un amplio abanico de misiones espaciales. Un ejemplo de aplicaci&oacute;n son las misiones de exploraci&oacute;n de las superficies planetarias y cubesats \u200b\u200ben &oacute;rbitas bajas (LEO, <em>Low Earth Orbit<\/em>) u otros cuerpos planetarios, dado que el rango de frecuencias en las que se llevan a t&eacute;rmino las medidas de las corrientes en los interiores de los planetas inducidos por los campos magn&eacute;ticos interplanetarios y el viento solar son comparables al de inter&eacute;s para LISA. Por tanto, la modulaci&oacute;n del campo magn&eacute;tico conseguida en MELISA y la miniaturizaci&oacute;n de los sensores podr&iacute;an utilizarse en la exploraci&oacute;n planetaria. Adem&aacute;s, se espera que la tecnolog&iacute;a desarrollada sea transversal y pueda utilizarse tambi&eacute;n para realizar medidas de precisi&oacute;n en otros campos de la ciencia y la tecnolog&iacute;a.<\/p>\n<p><strong>Acerca de LISA<\/strong><\/p>\n<p>LISA es el futuro observatorio espacial europeo de ondas gravitacionales, que estar&aacute; formado por una constelaci&oacute;n de tres sat&eacute;lites que volar&aacute;n en formaci&oacute;n triangular. Cada sat&eacute;lite tendr&aacute; en su n&uacute;cleo una masa en ca&iacute;da libre que actuar&aacute; como espejo extremo de un interfer&oacute;metro de 2,5 millones de kil&oacute;metros de largo. Cada sat&eacute;lite contar&aacute; con unos 50 sensores de alta precisi&oacute;n de temperatura, campo magn&eacute;tico y radiaci&oacute;n, que deben ser capaces de monitorizar m&iacute;nimas variaciones del ambiente que puedan perturbar la ca&iacute;da libre de la masa de testeo. Las fluctuaciones del campo magn&eacute;tico local, por ejemplo, generan fuerzas y pares en estas masas de prueba que potencialmente pueden alterar el rendimiento del instrumento.<\/p>\n<p>El IEEC lidera la contribuci&oacute;n espa&ntilde;ola a la misi&oacute;n LISA, que consiste en el suministro del Subsistema de Diagn&oacute;stico Cient&iacute;fico (SDS, <em>Science Diagnostics Subsystem<\/em>). Su objetivo principal es el seguimiento preciso de las fluctuaciones ambientales a bordo de los 3 sat&eacute;lites (hasta variaciones de nanoTesla, 1000 veces menor que el campo magn&eacute;tico terrestre), a fin de poder distinguir entre potenciales perturbaciones ambientales y el efecto del paso de una onda gravitacional. A nivel europeo, es conjuntamente con las contribuciones de Alemania, Francia e Italia, una de las cuatro mayores aportaciones en cuanto al hardware.<\/p>\n<p><strong>Imagen Principal<\/strong><\/p>\n<p><strong>MELISA<\/strong><br \/>\nLeyenda: investigadores del IEEC trabajando en el desarrollo del prototipo de sensor magn&eacute;tico miniaturizado para reducir el ruido en misiones espaciales.<br \/>\nCr&eacute;dito: equipo de MELISA (IEEC).&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Enlaces<\/strong><\/p>\n<p>&#8211; <a href=\"http:\/\/www.ieec.cat\/\">IEEC<\/a><br \/>\n&#8211; <a href=\"https:\/\/futur.upc.edu\/CTE-CRAE?locale=es\">CTE<\/a><br \/>\n&#8211; <a href=\"https:\/\/www.ice.csic.es\/\">ICE<\/a><br \/>\n&#8211; <a href=\"https:\/\/icc.ub.edu\/\">ICCUB<\/a><br \/>\n&#8211; <a href=\"https:\/\/www.elisascience.org\/\">LISA<\/a><\/p>\n<p><strong>M&aacute;s informaci&oacute;n<\/strong><\/p>\n<p>El Institut d&rsquo;Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promueve y coordina la investigaci&oacute;n y el desarrollo tecnol&oacute;gico espacial en Catalu&ntilde;a en beneficio de la sociedad. El IEEC fomenta las colaboraciones tanto a nivel local como mundial, y es un eficiente agente de transferencia de conocimiento, innovaci&oacute;n y tecnolog&iacute;a. Como resultado de 25 a&ntilde;os de investigaci&oacute;n de alta calidad, llevada a cabo en colaboraci&oacute;n con las principales organizaciones internacionales, el IEEC se encuentra entre los mejores centros de investigaci&oacute;n internacionales, centrados en &aacute;reas como: astrof&iacute;sica, cosmolog&iacute;a, ciencias planetarias y observaci&oacute;n de la Tierra. La divisi&oacute;n de ingenier&iacute;a del IEEC desarrolla instrumentaci&oacute;n para proyectos terrestres y espaciales, y tiene una amplia experiencia trabajando con organizaciones privadas y p&uacute;blicas del sector aeroespacial y otros sectores de innovaci&oacute;n.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n<p>El IEEC es una fundaci&oacute;n privada sin &aacute;nimo de lucro, regida por un Patronato compuesto por la Generalitat de Catalunya y otras cuatro instituciones con una unidad cient&iacute;fica cada una, que en conjunto constituyen el n&uacute;cleo de la actividad de I+D del IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) con la unidad cient&iacute;fica ICCUB &#8211; Instituto de Ciencias del Cosmos; la Universitat Aut&ograve;noma de Barcelona (UAB) con la unidad cient&iacute;fica CERES &#8211; Centro de Estudios e Investigaci&oacute;n Espaciales; la Universitat Polit&egrave;cnica de Catalunya &middot; BarcelonaTech (UPC) con la unidad cient&iacute;fica CTE &#8211; Grupo de Investigaci&oacute;n en Ciencias y Tecnolog&iacute;as del Espacio; y el Consejo Superior de Investigaciones Cient&iacute;ficas (CSIC) con la unidad cient&iacute;fica ICE &#8211; Instituto de Ciencias del Espacio. El IEEC es un centro CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).<\/p>\n<p><strong>Contactos<\/p>\n<p><em>Oficina de Comunicaci&oacute;n del IEEC<br \/>\nBarcelona, Espa&ntilde;a<\/em><\/strong><br \/>\nCorreo electr&oacute;nico: <a href=\"mailto:comunicacio@ieec.cat\">comunicacio@ieec.cat<\/a>&nbsp;<\/p>\n<p><em><strong>Autores Principales en el IEEC<br \/>\nBarcelona, Espa&ntilde;a<\/strong><\/em><br \/>\nManel Dom&iacute;nguez-Pumar<br \/>\nInstitut d&rsquo;Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)<br \/>\nUniversitat Polit&egrave;cnica de Catalunya &middot; BarcelonaTech (UPC)<br \/>\nCorreo electr&oacute;nico: <a href=\"mailto:dominguez@ieec.cat\">dominguez@ieec.cat<\/a>,&nbsp;<a href=\"mailto:manuel.dominguez@upc.edu\">manuel.dominguez@upc.edu<\/a><\/p>\n<p>Miquel Nofrarias<br \/>\nInstitut d&rsquo;Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)<br \/>\nInstituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC)<br \/>\nCorreo electr&oacute;nico: <a href=\"mailto:nofrarias@ieec.cat\">nofrarias@ieec.cat<\/a><strong>,&nbsp;<\/strong><a href=\"mailto:nofrarias@ice.cat\">nofrarias@ice.cat<\/a>&nbsp;<strong> <\/strong><\/p>\n<p>David Gasc&oacute;n<br \/>\nInstitut d&rsquo;Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)<br \/>\nInstituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB)<br \/>\nCorreo electr&oacute;nico: <a href=\"mailto:dgascon@ieec.cat\">dgascon@ieec.cat<\/a>,&nbsp;<a href=\"mailto:dgascon@fqa.ub.edu\">dgascon@fqa.ub.edu<\/a>[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][\/et_pb_section]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El proyecto MELISA fue la propuesta ganadora de una convocatoria competitiva interna del IEEC que persegu&iacute;a la colaboraci&oacute;n entre las diferentes Unidades de Investigaci&oacute;n del Instituto al tiempo que estimulaba la consecuci&oacute;n de proyectos innovadores MELISA busca desarrollar y fabricar un prototipo de sensor magn&eacute;tico compacto y de baja potencia que implemente la modulaci&oacute;n del [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":20092,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"on","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"2880","footnotes":""},"categories":[1,107],"tags":[],"class_list":["post-20097","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sin-categorizar","category-tecnologia-noticias"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.5 - 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