Desde muy pequeña, he sentido una profunda fascinación por el espacio. Recuerdo aquellos momentos en los que veía documentales sobre el universo y me emocionaba ante la idea de descubrir su inmensidad. Si bien en mis primeros años mi curiosidad se centró en la posibilidad de viajar a lugares lejanos, con el tiempo mi interés se dirigió hacia la física y, más específicamente, a la electrónica y la lógica.
Al ingresar al Instituto Astrofísico de Andalucía (IAA-CSIC), comencé a programar sistemas de control para el Observatorio de Sierra Nevada. Allí, aunque el manejo de telescopios y sus instrumentos era fascinante, la oportunidad de diseñar sistemas espaciales me sedujo irresistiblemente. Fue entonces cuando descubrí el mundo de las FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), dispositivos versátiles que permiten crear casi cualquier tipo de sistema que requiere electrónica digital.
Mi primera experiencia en un proyecto espacial fue con el instrumento NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) de la misión ExoMars de la ESA. Este instrumento era esencial para procesar y organizar datos de tres espectrómetros de la misión, así como para recoger información de temperatura, voltajes y corrientes, vital para el funcionamiento y la salud del dispositivo.
Una de las lecciones más importantes que aprendí en ExoMars fue la complejidad de trabajar en el espacio. La electrónica debe ser capaz de soportar condiciones extremas, como temperaturas extremas y alta radiación. Por ello, se utilizaron dispositivos OTP (One Time Programmable), que requieren exhaustivas pruebas y configuraciones, dado que cualquier fallo podría resultar catastrófico.
Posteriormente, me uní al grupo de física solar para trabajar en el Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), un espectropolarímetro para la misión Solar Orbiter. Este proyecto me permitió explorar nuevas fronteras, utilizando máquinas no solo para controlar el flujo de datos, sino también para procesar imágenes y realizar cálculos complejos.
Las FPGAs son extraordinarias porque permiten realizar tareas en paralelo, lo que las convierte en herramientas ideales para proyectos científicos que requieren rapidez y eficiencia. En PHI, trabajamos arduamente para diseñar un método que dividiera cálculos matemáticos complejos en tareas más simples para ejecutar simultáneamente, lo que a su vez aceleró el proceso.
Mi aventura con PHI se extendió durante varios años, pero ahora estoy inmersa en el desarrollo de PMI (Photospheric Magnetic field Imager), un magnetógrafo que formará parte de la misión Vigil de la ESA. A diferencia de sus predecesores, Vigil tiene un enfoque más operativo y está diseñado para detectar eventos de tiempo espacial que pueden afectar a los satélites, advirtiendo sobre su posible impacto.
La misión PMI enfrenta desafíos tecnológicos cruciales, ya que debemos garantizar un 99% de fiabilidad y una duración del sistema de al menos diez años, en condiciones de espacio profundo que limitan el uso de ciertos dispositivos electrónicos. A pesar de que algunos dispositivos son más robustos frente a la radiación, no son adecuados para cálculos complejos.
La ingeniería es, en gran parte, una cuestión de equilibrio. Para PMI, hemos optado por un dispositivo que ofrece menor resistencia a la radiación, pero permite cálculos más avanzados, a pesar del riesgo de daños por rayos cósmicos o alteraciones transitorias en el chip.
Además, para asegurar la fiabilidad, hemos implementado técnicas de redundancia y triplicado funciones críticas, utilizando sistemas de votación que ayudan a eliminar resultados inconsistentes. Esto, junto con la reconfiguración regular de la FPGA cada 15 minutos, aumentará nuestra capacidad de procesamiento y mejorará la resistencia ante fallos transitorios.
A medida que superamos estos retos, la exploración espacial se vuelve cada vez más ambiciosa. Mi propia «Moby Dick» sigue presentando dificultades, pero cada avance que logramos nos acerca a un futuro prometedor, lleno de nuevos horizontes por descubrir en nuestro viaje en la exploración del cosmos.
Fuente: Instituto de Astrofísica de Andalucía
