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Archivo electrónico del ©Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) que tiene por objetivo ofrecer la mayor difusión y visiblidad posibles de los resultados de la investigación realizada por su comunidad científica.
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Methane precipitation in ice giant atmospheres
(EDP Sciences, 2025-02-04) Toledo, D.; Rannou, P.; Irwin, P.; De Batz de Trenquelléon, B.; Roman, Michael , M.; Apéstigue, Víctor; Arruego, Ignacio; Yela González, Margarita; Agencia Estatal de Investigación (AEI)
Context. Voyager-2 radio occultation measurements have revealed changes in the atmospheric refractivity within a 2–4 km layer near the 1.2-bar level in Uranus and the 1.6-bar level in Neptune. These changes were attributed to the presence of a methane cloud, consistent with the observation that methane concentration decreases with altitude above these levels, closely following the saturation vapor pressure. However, no clear spectral signatures of such a cloud have been detected thus far in the spectra acquired from both planets.
Aims. We examine methane cloud properties in the atmospheres of the ice giants, including vertical ice distribution, droplet radius, precipitation rates, timescales, and total opacity, employing microphysical simulations under different scenarios.
Methods. We used a one-dimensional (1D) cloud microphysical model to simulate the formation of methane clouds in the ice giants. The simulations include the processes of nucleation, condensation, coagulation, evaporation, and precipitation, with vertical mixing simulated using an eddy-diffusion profile (Keddy).
Results. Our simulations show cloud bases close to 1.24 bars in Uranus and 1.64 bars in Neptune, with droplets up to 100 µm causing high settling velocities and precipitation rates (∼370 mm per Earth year). The high settling velocities limit the total cloud opacity, yielding values at 0.8 µm of ∼0.19 for Uranus and ∼0.35 for Neptune, using Keddy = 0.5 m2 s−1 and a deep methane mole fraction (μCH4) of 0.04. In addition, lower Keddy or μCH4 values result in smaller opacities. Methane supersaturation is promptly removed by condensation, controlling the decline in μCH4 with altitude in the troposphere. However, the high settling velocities prevent the formation of a permanent thick cloud. Stratospheric hazes made of ethane or acetylene ice are expected to evaporate completely before reaching the methane condensation level. Since hazes are required for methane heterogeneous nucleation, this suggests either a change in the solid phase properties of the haze particles, inhibiting evaporation, or the presence of photochemical hazes.
Infrared spectroscopy of astrophysical ice analogues at oblique angles
(Oxford University Press, 2025-02-26) González Díaz, Cristobal, C.; Carrascosa, H.; Muñoz Caro, G. M.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)
In astrochemical exploration, infrared (IR) spectroscopy is vital for understanding the composition and structure of ice in various space environments. This article explores the impact of incident angles on IR spectroscopy, focusing on molecular components present in interstellar and circumstellar ice mantles such as CO, CO 2 , H 2 O, CH 3 OH, NH 3 , CH 4 , H 2 S. The experiment involves changing the angle at which the IR beam hits the surface used for ice deposition. It is important to measure the density of the ice layer accurately, especially for experiments that involve using different angles in IR spectroscopy. Furthermore, the experimental methodology allowed us to derive the effective refraction index values in the IR range for each ice component. Existing corrections typically consider geometric configurations but o v erlook the refractiv e inde x of the ice ( n ), a factor dependent on ice composition. The study reveals that the incident angle and the refractive index, determine the path length of the IR beam across the ice sample. This insight challenges conventional corrections, impacting the integrated absorption values of the IR bands and column densities. In addition, for certain ice components, variations in the incidence angle affect the longitudinal (LO) and transverse (TO) optical modes of the ice, leading to observable changes in the IR band profiles that provide information on the amorphous or crystalline structure of the ice. The practical implications of this work apply to experimental setups where normal IR measurements are unfeasible. Researchers using, for example, the standard 45 ◦ angle for IR spectroscopy, will benefit from a more accurate estimation of ice column density.
Diseño, simulación y medidas de un UCAV de baja observabilidad
(Ministerio de Defensa, 2023-11) Ruiz Carrasco, Jose Raimundo; Guzmán Fernández-Fígares, Javier; Rodríguez Amor, José Roberto; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David
El presente artículo expone el trabajo realizado por el INTA en el Task Group NATO/STO/SET-252 cuyo fin es diseñar y fabricar un modelo de validación de un UCAV (vehículo aéreo de combate no tripulado) representativo en términos de complejidad geométrica teniendo en cuenta el uso de materiales para la reducción de los principales mecanismos de dispersión electromagnética. La computación electromagnética (CEM) es una herramienta de ingeniería crucial en el proceso de diseño general y se utiliza para identificar los centros de dispersión, para evaluar el efecto de los recubrimientos o distorsiones como la rugosidad de la superficie y, finalmente, para determinar la firma de radar del modelo.
Con respecto al creciente número de vehículos autónomos no tripulados, los resultados no solo son relevantes para el ámbito militar, sino también son valiosos para el control del tráfico aéreo civil y la vigilancia aérea.
Métodos de Medida de Efectividad de Apantallamiento Electromagnético para Materiales Aeroespaciales Novedosos
(INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN, 2025-11) Auñón Marugán, Alicia; Meca Díaz, Lucía; Ramos Somolinos, David; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David
La gran mayoría de interferencias electromagnéticas se deben al acoplamiento de campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos, siendo un método de protección frente a los mismos el uso de blindajes o apantallamientos, superficies generalmente metálicas dispuestas entre dos regiones del espacio cuyo objetivo es atenuar la propagación de estos campos. A su vez, la detección de estos campos se ve condicionada por los procedimientos de medida empleados, por lo que es necesario que cada vez que se haga referencia a la medida de efectividad de apantallamiento de un material, este valor vaya asociado a un procedimiento y entorno de medida concretos.
El Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado (CAEM-Lab) del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) cuenta con los sistemas necesarios para realizar medidas de efectividad de apantallamiento de acuerdo al estándar ASTM D4935 para medidas en línea de transmisión coaxial. Este estándar es válido en el rango de frecuencias de 30 MHz a 1,5 GHz, banda que limita considerablemente la capacidad de caracterizar el apantallamiento de los materiales a más bajas y más altas frecuencias.
Con este motivo, en el presente trabajo se estudian distintos elementos de mejora al sistema de medida de efectividad de apantallamiento basado en el estándar ASTM D4935, con el objetivo de eliminar las capacidades parásitas y otros acoplamientos externos que limitan el rango de frecuencia de este método. A su vez, y con el objetivo de aumentar la capacidad de ensayo del laboratorio, se estudian métodos en espacio libre empleando bancos de ensayo ya existentes para realizar medidas en más altas frecuencias, así como se construye un nuevo banco de medida en línea de transmisión coaxial de mayores dimensiones basado en el mencionado estándar para realizar medidas en más bajas frecuencias.
De esta forma, se ha desarrollado la metodología de medida de efectividad de apantallamiento en espacio libre, obteniendo buenos resultados en bandas Ka y W, así como establecido la configuración óptima del sistema regido por el estándar ASTM D4935, ampliando los límites tanto inferior como superior del rango de frecuencias establecido. Por último, se ha desarrollado un nuevo banco de medida en línea de transmisión coaxial basado en el mencionado estándar, consiguiendo mejores resultados tanto en la banda de frecuencias estandarizada como en un mayor rango de frecuencias.
Por tanto, se ha conseguido no solo ampliar las capacidades de medida del CAEM-Lab, sino que se han verificado nuevos métodos y sistemas de medida fiables tanto en espacio libre como en línea de transmisión coaxial en un mayor rango de frecuencias, suponiendo esto un avance considerable en el ámbito de la medida de efectividad de apantallamiento de materiales.
Diseño y Caracterización de Materiales Novedosos con Funcionalidades Electromagnéticas Avanzadas para Aplicaciones Aeroespaciales, de Movilidad Eléctrica y Comunicaciones 5G (NOMA-EM)
(INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN, 2025-11) Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Sanz, Ruy; Gimenez, Enrique; Torres País, José; Suarez, Adrian
El cometido de esta comunicación es presentar los objetivos, la estructura, la metodología de trabajo y la gestión del Proyecto NOMA-EM (PID2024-159232OB-C31) financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU).
El proyecto NOMA-EM tiene como objetivo el desarrollo de nuevos materiales con propiedades relevantes en presencia de campos electromagnéticos (EM) y nuevos métodos para la caracterización EM de los materiales desarrollados, la integración de estos materiales en estructuras complejas y la generación de conocimiento para aplicaciones espaciales y aeronáuticas finales, sin dejar de lado su aplicación en otros sectores como el vehículo eléctrico y las comunicaciones 5G.
El proyecto busca impulsar y generar nuevos conocimientos en el diseño y la síntesis escalable de metamateriales EM funcionales. Mediante la selección y el control precisos de componentes, nanoestructuras y procesos de síntesis (MXenes, aerogeles y nanoestructuras anódicas), se logra un control sin precedentes sobre las propiedades EM de estos materiales. Esto permite modificar el comportamiento del material en función de aplicaciones específicas, partiendo de una base común.
Como vínculo esencial entre la aplicación final y el material base, es crucial desarrollar o modificar los métodos de caracterización existentes. Los nuevos materiales desarrollados en el proyecto presentan desafíos para la caracterización electromagnética, lo que requiere medidas y análisis precisos de sus propiedades únicas. Además, la diversidad de aplicaciones finales exige considerar diferentes escenarios, incluyendo amplios rangos de frecuencia y entornos extremos como temperaturas criogénicas y condiciones de vacío espacial.
La propuesta presenta un enfoque multidisciplinar, que combina la investigación básica en ciencia de materiales con la aplicación de estos nuevos materiales en sectores estratégicos como el aeroespacial, la automoción o las comunicaciones 5G, donde los nuevos sistemas y plataformas se componen de un número cada vez mayor de sistemas electrónicos complejos que utilizan campos EM.
Uncertainty budget for multipactor and corona testing
(Agencia Espacial Europea (ESA), 2025-05) Garcia-Patron, Martin
High-power test benches require the combination of multiple equipment and accessories that must meet a wide range of external requirements. Furthermore, complex procedures for operation and calibration are necessary. This set of conditions raises a difficult issue in terms of uncertainty budget calculation for the crucial magnitude under verification: the RF power level delivered to the device under test, at which the discharge takes, or not, place.
