Obturador Voice Coil Criogénico
Obturador voice coil de disco duro (Seagate ST340014A) adaptado para operación criogénica. Ensayo de caracterización a temperatura ambiente con cámara de alta velocidad.

El obturador óptico de HARMONI debe tapar y destapar el camino óptico del detector con alta repetibilidad. La especificación era exigente: recorrer 30 mm en menos de 20 ms de forma fiable a temperaturas criogénicas y en vacío.

¿Por qué un disco duro?

El mecanismo actuador de los discos duros es un voice coil altamente optimizado: enorme relación fuerza-masa, respuesta ultrarrápida y coste despreciable. Tras evaluar solenoides, obturadores rotativos y voice coils comerciales, el disco duro resultó ser la mejor solución técnica y económica. Se seleccionó el Seagate ST340014A por su estructura de bobina metálica —no plástica— fundamental para la disipación de calor en vacío.

Los modelos con estructura de bobina plástica fallaron a 45 K: el vacío impide la disipación de calor y el hilo se funde. Solo los modelos metálicos sobrevivieron al ciclo criogénico completo.

Campaña de ensayos

Se realizaron 18 ciclos de inmersión en nitrógeno líquido. Ningún daño en bobina ni en flex-print. Las pruebas de velocidad a temperatura ambiente —registradas a 1 200 fps y analizadas en Matlab— mostraron que el rebote en los topes mecánicos alarga el tiempo de maniobra por encima de los 20 ms requeridos.

Siguiente paso

La solución identificada para eliminar el rebote es el control en lazo cerrado de corriente, que amortigua el movimiento antes del impacto. La robustez mecánica del actuador a criogenia quedó completamente demostrada.

Fin del proyecto