Las instalaciones que Airbus Crisa tiene en Tres Cantos (Madrid) reproducen en tierra algunas de las condiciones más exigentes a las que se enfrentan los equipos electrónicos durante un lanzamiento espacial de la nave Orion. A través de ensayos de vibración, choque y vacío térmico, la compañía valida el comportamiento de unidades críticas como la TCU (Unidades de Control Térmico), desarrollada específicamente para su integración en sistemas como la nave Orion.
Hasta la fecha, Airbus ya ha entregado 10 de las 13 TCU contratadas por la Agencia Espacial Europea (ESA) para los seis Módulos de Servicio Europeo (ESM) que volarán en las misiones Artemisa III, IV y V. El último de los TCU entregados será de repuesto. Airbus comenzó a desarrollar estos sistemas en 2014, entregando los primeros en 2018. Con una capacidad de producción de dos o tres unidades al año, la compañía asegura estar validando los tres últimos este año.
“Se trata de un reto ingenieril con una tecnología muy compacta que hemos tenido que aprender para esta misión ya que era la primera vez que trabajábamos con vuelos tripulados”, asegura Jesús Ortiz, responsable de la arquitectura de las Unidades de Control Térmico de Orion ESM de Airbus Crisa.
Estas unidades son piezas fundamentales de la aportación de España al programa Artemisa. Los dos TCU de cada módulo europeo mantendrán la temperatura interior de la cápsula frente a los -270ºC del espacio profundo. Gracias a los 235 sensores de temperatura y niveles de depósito, gestionan más de 100 calentadores y comandan las bombas de aire y agua hacia el módulo tripulado. “Sin estos sistemas, los astronautas no podrían sobrevivir”, señala Ortiz.
Pero para ello, estos sistemas han debido de pasar una serie de pruebas con el objetivo de demostrar que el diseño cumple los requisitos con el margen necesario antes de su industrialización. Para ello, desde Airbus simulan los esfuerzos mecánicos que experimentan los equipos dentro del cohete, “especialmente durante el despegue, considerado el momento más crítico de la misión por los niveles de aceleración que soportan las unidades”, explica Jorge Peña, responsable de operaciones de test de Airbus Crisa.
Validación de los sistemas
El proceso de validación se articula en varias etapas. En la fase de calificación, la primera unidad se somete a un conjunto ampliado de ensayos, incluyendo compatibilidad electromagnética, choque pirotécnico y campañas ambientales. Una vez superada esta fase, el proceso se simplifica en producción, donde se mantienen únicamente los ensayos mecánicos y funcionales necesarios para garantizar la calidad de cada unidad. El ciclo completo de ensayos de aceptación se sitúa entre dos y tres meses, incluyendo tanto las pruebas como los tiempos asociados a la disponibilidad de instalaciones.
El núcleo de los ensayos en producción se basa en sistemas de vibración capaces de replicar el estrés mecánico del ascenso. Las instalaciones cuentan con mesas deslizantes que operan en distintos ejes, lo que permite recrear con precisión los movimientos a los que se somete el hardware en vuelo. Durante las pruebas, la TCU se instala sobre el sistema de vibración y permanece en funcionamiento, mientras se monitoriza en tiempo real su comportamiento a través de equipos de control en tierra. Se analizan parámetros como la telemetría, las señales y la respuesta en frecuencia.
Este enfoque no solo garantiza el correcto funcionamiento de cada unidad, sino que también aporta trazabilidad entre equipos, permitiendo comparar resultados con unidades anteriores y verificar que todos los parámetros se mantienen dentro de especificaciones.
Junto a la vibración, los ensayos de choque reproducen eventos puntuales de gran intensidad, como la separación de elementos del lanzador mediante sistemas pirotécnicos. Debido a su carácter destructivo, este tipo de pruebas se realiza una sola vez durante la fase de calificación. Para estos ensayos, Airbus Crisa recurre a instalaciones especializadas como la del INTA, aunque en sus propias instalaciones se llevan a cabo simulaciones como los ensayos mediante péndulo, que permiten reproducir impactos controlados sin comprometer la integridad de las unidades.
El choque destaca como una de las pruebas más exigentes, ya que, a diferencia de otros ensayos, los fallos se manifiestan de forma inmediata. Esto contrasta con pruebas como la vibración o el vacío térmico, donde los efectos pueden aparecer de forma progresiva.
Por último, los sistemas se validan en vacío térmico, que permite simular las condiciones del entorno espacial, sometiendo la unidad a variaciones térmicas en ausencia de atmósfera. A diferencia de los ensayos de choque, estas pruebas están orientadas a evaluar el comportamiento a largo plazo de los materiales y componentes, identificando posibles fenómenos de fatiga o degradación. El objetivo es asegurar que la unidad mantiene sus prestaciones a lo largo de toda su vida operativa.
