Nuevos detectores superconductores para futuras misiones espaciales
Hasta la fecha apenas existían tecnologías de detección en longitudes de onda comprendidas entre el infrarrojo lejano y el rango milimétrico, y las que había eran costosas y complejas Los KID suponen una tecnología de detector superconductor relativamente nueva adecuada para percibir radiación electromagnética en longitudes de onda desde el rango de los 30 μm hasta los 3 mm. Antes de SPACEKIDS (Kinetic inductance detectors – A new imaging technology for observations in and from space) se habían demostrado conceptos operativos básicos para aplicaciones terrestres. En este proyecto financiado con fondos de la Unión Europea se trabajó para llevar la tecnología KID a un nivel superior. Grupos de investigación líderes a escala mundial procedentes de varios países europeos unieron sus fuerzas para ampliar las capacidades de los detectores de infrarrojos de última generación. Su labor se centró en los progresos necesarios para la implementación de los KID en una nueva generación de instrumentos espaciales. Para optimizar el rendimiento de los KID se estudiaron distintos materiales para los detectores. Los ensayos indicaron que las películas de aluminio permitían alcanzar la sensibilidad necesaria, abarcando toda la longitud de onda, desde el infrarrojo lejano hasta el nivel milimétrico. El equipo empleó modelos y pruebas para optimizar el rendimiento de los KID en presencia de un flujo de rayos cósmicos característico de varios entornos espaciales. Además se ejecutó un estudio pormenorizado del acoplamiento de la radiación electromagnética con distintas aplicaciones de KID (acoplamiento mediante antenas y elementos concentrados). También se identificaron varias misiones conceptuales de observación astronómica y de la Tierra en las que los KID podrían resultar un detector competitivo y se analizaron varias misiones para las que se definieron los requisitos de los KID. En última instancia se crearon diseños de píxel y array en conjunción con la electrónica de lectura necesaria para leer cantidades grandes de píxeles en aplicaciones de baja intensidad de fondo (típico en aplicaciones astrofísicas) y de alta intensidad de fondo (más común en aplicaciones de observación de la Tierra). El equipo de SPACEKIDS se sirvió de dos demostradores de laboratorio para evaluar las características del array de KID y su rendimiento en entornos espaciales. Los resultados obtenidos darán paso a una nueva generación de instrumentos científicos que ampliarán los conocimientos que se poseen sobre la Tierra y el universo.
Palabras clave
Misiones espaciales, detectores de inductancia cinética, infrarrojo lejano, longitudes de onda milimétrica, SPACEKIDS