El Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), centro mixto del CSIC, la Universidad de Oviedo y el Principado de Asturias, ha desarrollado y validado nuevos componentes cerámicos de alta estabilidad para futuros sistemas LiDAR destinados al estudio de la atmósfera de Marte. El trabajo se ha realizado en el marco del proyecto europeo MiLi (Miniaturized LIDAR for MARS Atmospheric Research), coordinado por el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).
El objetivo de MiLi, iniciado en 2022, es desarrollar un LiDAR miniaturizado que pueda operar en las condiciones extremas del planeta rojo. Los sistemas LiDAR analizan la composición y distribución de partículas y gases mediante la emisión de pulsos láser y la medición de la señal reflejada, pero los modelos terrestres resultan demasiado pesados y con alto consumo energético para misiones espaciales.
Para reducir masa y complejidad, el proyecto ha sustituido componentes metálicos por estructuras cerámicas de alta estabilidad dimensional con el fin de evitar sistemas de control térmico complejos. Según el investigador principal del CINN en el proyecto, Adolfo Fernández, el prototipo busca mantener el rendimiento sin recurrir a soluciones térmicas adicionales.
Uno de los retos técnicos es asegurar el alineamiento entre el emisor láser y el telescopio del sistema. “Cualquier desajuste comprometería la calidad de los datos”, señala Marta Suárez, científica titular del CSIC en el CINN. Para ello, el sistema requiere materiales que mantengan sus dimensiones en un rango térmico extremo, entre –80 °C y 40 °C.
En este contexto, el grupo de Materiales Nanoestructurados Multifuncionales del CINN desarrolló materiales basados en beta-eucriptita, una fase cristalina con coeficiente de expansión térmica negativo. A partir de esta matriz, el equipo fabricó, mediante sinterización por descarga de plasma, discos cerámicos de gran tamaño y alta densidad, incluyendo una composición conductora.
El desarrollo permitió abordar el mecanizado de piezas con tolerancias exigentes. La investigadora predoctoral Noemí López indica que el proceso requería diseños complejos y alta precisión. Mediante electroerosión y mecanizado convencional, el equipo fabricó elementos críticos como la estructura de soporte del espejo secundario y los espaciadores del láser emisor.
Validación del prototipo
Tras integrar los componentes, el prototipo se ensambló y se trasladó al Observatorio de Yebes (Guadalajara), donde se realizó una campaña de validación de dos semanas. Investigadores del INTA y de la Universidad de York compararon su funcionamiento con el LiDAR de la misión NASA Phoenix (2008), el único que ha operado hasta ahora en Marte. Los resultados confirmaron la capacidad del sistema de MiLi para caracterizar la atmósfera marciana, lo que lo sitúa como tecnología candidata para futuras misiones.
Consorcio y financiación
El proyecto MiLi está financiado por la Comisión Europea a través de Horizonte Europa y se ha desarrollado entre diciembre de 2022 y octubre de 2025. El consorcio está liderado por el INTA e integrado por el CINN-CSIC, la Universidad Politécnica de Milán, la Universidad de York y empresas tecnológicas europeas. La participación del CINN refuerza el papel de la investigación asturiana en tecnologías vinculadas a la exploración espacial.
