Tecnología de ARQUIMEA en el espacio: los microchips de las antenas activas de los satélites SpainSat de Hisdesat

La misión SpainSat NG ya es una realidad. El dúo de satélites de la empresa Hisdesat, SpainSat NGI y NGII, serán los encargados de ofrecer servicios de comunicaciones seguras de España, la Comisión Europea y la OTAN durante los próximos 15 años.  Dadas las extremas condiciones en las que estos satélites operan en el espacio (vacío, radiación y temperatura principalmente), el programa cuenta con la tecnología más puntera. El primero de ellos se lanzó al espacio el pasado 30 de enero de 2025 y se espera que entre en servicio en el segundo semestre de 2025, proporcionando cobertura a lo largo de Europa, África y América desde la órbita geoestacionaria.

La tecnología a bordo de estos satélites de telecomunicaciones supone un hito histórico y tecnológico español, liderado por Hisdesat. Los satélites cuentan con unas antenas activas de transmisión y recepción en banda X muy avanzada y flexible, interconectando la banda X, la Ka militar y UHF. Además, estas antenas permiten extremar la seguridad de las comunicaciones e impiden las interferencias y potenciales intentos de suplantación.

Arquimea ha participado con el diseño y test de circuitos integrados resistentes a radiación digitales y analógicos a bordo de la antena activa. La empresa tecnológica aporta al programa SpainSat sus más de 20 años de experiencia en el sector espacial colaborando en más de 190 misiones, así como sus capacidades en diseño, desarrollo y fabricación de sistemas térmicos y microchips en los dos satélites.

La antena activa de Spainsat, un hito tecnológico

La antena activa del satélite SpainSat es un sistema avanzado de telecomunicaciones diseñado para proporcionar cobertura flexible y segura en las bandas X y Ka. Su tecnología de haces orientables permite ajustar dinámicamente la dirección y potencia de la señal, optimizando las comunicaciones en tiempo real. Esta capacidad es fundamental para garantizar enlaces confiables en operaciones militares, gubernamentales y de emergencia.

Gracias a su diseño basado en matrices de elementos activos, la antena mejora la resistencia a interferencias y permite la conexión simultánea con múltiples terminales. Además, sus microchips especializados controlan la fase y amplitud de las señales, maximizando la eficiencia del enlace y reduciendo el consumo energético.

Construida con materiales resistentes a la radiación espacial, la antena activa del SpainSat asegura un rendimiento estable y duradero en órbita. Su implementación refuerza la soberanía tecnológica de España en el ámbito de las telecomunicaciones satelitales seguras y estratégicas.

Más de 4.000 microchips de ARQUIMEA que dan vida a la antena activa 

Los microchips de la antena activa del satélite SPAINSAT NG son elementos esenciales para su funcionamiento, permitiendo la haces electromagnéticos orientables dinámicamente. Estos microchips, diseñados con tecnología de semiconductores avanzada, controlan la fase y amplitud de las señales transmitidas y recibidas. Gracias a su integración en la antena activa, el satélite puede ajustar en tiempo real la cobertura y potencia de sus comunicaciones, optimizando la eficiencia del enlace.

ARQUIMEA ha diseñado y testado dos tipos de microchips, digitales y analógicos, para la antena activa que operan sin interrupción. Ambos tipos han sido diseñados y calificados siguiendo los estándares más exigentes para resistir a la radiación, temperatura y vacío del espacio. ARQUIMEA ha llevado a cabo este proyecto durante los últimos tres años en sus instalaciones de última generación. La calificación de estos circuitos integrados sigue la norma de la Agencia Espacial Europea (ESCC9000) y han sido integrados en la antena un total de 4.150 unidades.

La principal diferencia entre los dos tipos de microchips se encuentra en que los digitales controlan las señales de los elementos unitarios de la antena activa, y los analógicos controlan la alimentación de cada elemento radiante de la antena. Además, estos últimos, desempeñan también funciones de motorización de temperaturas, voltajes y corrientes dentro de la antena para detectar posibles problemas de funcionamiento.

Fabricados con materiales de alta resistencia a radiaciones espaciales, estos microchips garantizan un rendimiento estable y duradero en el entorno hostil del espacio. Su tecnología permite comunicaciones seguras para aplicaciones militares, gubernamentales y de emergencia. Además, su capacidad de direccionamiento flexible reduce interferencias y mejora la calidad de la señal.

¿Valen todos los microchips?: Calificación y testeo

Uno de los procesos más elaborados y exigentes es la calificación y el testeo de los microchips. Este consta de dos partes, screening y calificación. La primera se aplica a todas las piezas del lote de producción de microchips, llevando a cabo pruebas de aceleración, horneado, tests de temperatura y eléctricos. La segunda fase se realiza sobre un número reducido de piezas, siendo pruebas que pueden provocar degradación o incluse ser destructivas como test de choque, vibración, aceleración, life test.

“Todo el proceso de diseño y calificación de todos los chips ha sido in-house, demostrando nuestra alta capacidad tecnológica y de ingeniería del sector espacial siguiendo los estándares de calidad más altos para asegurarnos de que cada chip va a funcionar correctamente toda su vida útil”.  Jesús López, Head of IC Design en ARQUIMEA

¿Cuál ha sido la aportación de ARQUIMEA en los satélites SpainSat NG?

ARQUIMEA ha participado en Spainsat NG con el diseño y test de los microchips de la antena activa y con la coingeniería, el diseño detallado, fabricación y soporte a la integración del sistema de control térmico de las antenas activas de los dos satélites del programa de Hisdesat.

ARQUIMEA ha participado en otros proyectos de microelectrónica, mostrando así su experiencia en el sector y su valía a la hora de formar parte de proyectos tan ambiciosos. Conoce de cerca estos casos de éxito.

ARQUIMEA desarrolla un ASIC avanzado para la antena ELSA del satélite QUANTUM.

ARQUIMEA ha colaborado con la Agencia Espacial Europea (ESA) en un proyecto centrado en la mitigación de los efectos de evento único (SEE) en las FPGA RTG4.

ARQUIMEA lidera el desarrollo del transceptor SEPHY Ethernet 10BASE-T/100BASE-TX para el Programa Europeo 2020.