Un pionero radar basado en nitruro de galio (GaN) enviará señales desde la órbita espacial y registrará la retrodispersión resultante para crear mapas de la altura y el volumen de los árboles, mejorando así las estimaciones de las reservas mundiales de carbono. Es decir, permitirá conocer cuántos árboles hay en la Tierra.

Este es uno de los objetivos de la misión Biomass de la Agencia Espacial Europea (ESA), que será lanzada en 2022. La misión, que tendrá una duración de cinco años, contribuirá así a la comprensión del cambio climático y sus efectos en el sistema de la Tierra a través del ciclo global del carbono.

Para ver a través de las frondosas copas de árboles hasta los árboles, Biomass empleará un 'radar de apertura sintética' de 'banda P' de longitud de onda larga, que nunca antes había volado en el espacio. Tendrá sus señales amplificadas para viajar desde una órbita de 600 kilómetros de altitud hasta la Tierra y volver.

Estos transistores están basados en nitruro de galio (GaN), considerado como el semiconductor más prometedor desde el silicio. La naturaleza versátil del "ancho de banda" del GaN significa que tiene el potencial de proporcionar 10 veces más potencia de salida de radiofrecuencia que los semiconductores tradicionales, mientras que también opera a temperaturas mucho más altas. Como ventaja para el espacio, también es inherentemente resistente a la radiación, por lo que puede hacer frente al entorno espacial, incluido el clima espacial impredecible causado por el Sol.

"Hace más de una década, la ESA vio el potencial de la tecnología GaN y la importancia de desarrollar una cadena de suministro confiable para el uso del espacio", dice el ingeniero senior de tecnología de la ESA Andrew Barnes. El primer producto de GaN voló a bordo de la misión Proba-V de la ESA en 2013. Esa demostración de vuelo le mostró al equipo de Biomass que el nitruro de galio estaba listo para siguientes misiones.

Un año después, en 2014, continuó el trabajo. Los lotes de obleas de GaN se sometieron a pruebas de radiofrecuencia y eléctricas, y fueron sometidos a temperaturas extremas y aplastados o separados. Como paso siguiente, las muestras de circuitos funcionales se sometieron a pruebas de vida útil aceleradas, que se ejecutaron durante más de 3.000 horas sin degradación de la potencia de RF para pasar las "pruebas de aceptación de lotes". También se hicieron varias pruebas para asegurar un sellado sólido, desde la inspección de rayos X hasta el golpe y la detección del nivel de eco.

Los dispositivos también han completado las pruebas de radiación, simulando la interacción con las partículas cargadas encontradas en el espacio, así como para varios efectos destructivos que se sabe que se activan al operar sistemas de radio de alta potencia en vacío.

"Como resultado, estos transistores GaN están totalmente autorizados para integrarse en el diseño final del instrumento de radar de Biomass", comenta Barnes, proporcionando así la tecnología adecuada en el momento adecuado para esta misión crucial de observación de la Tierra. "Y también están disponibles para otras misiones europeas y de la ESA en el futuro".