Oportunidades para la industria española en la

CDTI, E.P.E.

Javier EchávarriILO de España para SKA

Dpto de Grandes Instalaciones Científicas y Programas Duales

javier.echavarri@cdti.es

Oportunidades para la industria española en la

construcción de SKA1

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• En 2011 se constituyó la SKA Organisation para gestionar el diseño ypreconstrucción de SKA

• 2013: se acordó la creación de una IGO (SKA Observatory) que gestionarála construcción y operación de SKA

• 2020: aprobada la propuesta de construcción de SKA1

• Enero de 2021: el observatorio SKA (organización intergubernamental)entra en vigor tras ratificar su adhesión Australia, China, Holanda, Italia,Portugal, Sudáfrica y UK.

• Junio 2021: previsto aprobar el comienzo de la construcción de SKA1

• Países en proceso de adhesión: India, Suecia, Francia, Alemania, Suiza yEspaña, además de otros posibles países.

Introducción

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Introducción

• Tres Host Agreeements: con UK, Australia y Sudáfrica

• Acuerdo con Sudáfrica para la integración de MeerKAT en SKA

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Documentos clave

https://www.skatelescope.org/key-documents/

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Presupuesto de SKA1 (baseline design)

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Construction Operation

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Presupuesto de SKA1 (baseline design)

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Consorcios de diseño y preconstrucción

• Assembly, Integration and Verification (AIV)

• Central Signal Processor (CSP)

• Dish (DSH)

• Infrastructure South Africa (INSA)

• Infrastructure Australia (INAU)

• Low-Frequency Aperture Array (LFAA)

• Signal and Data Transport (SaDT)

• Science Data Processor (SDP)

• Telescope Manager (TM)

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cdr.skatelescope.org

• Dish StructureCDR: April 2021

• Dish CDR: February 2022

Consorcios de diseño y preconstrucción

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Programa de desarrollo de SKA

Advanced Instrumentation Programme (AIP):

• Wideband Single Pixel Feeds (WBSPF)

• Mid-Frequency Aperture Array (MFAA)

• Phased Array Feed (PAF)

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Despliegue de SKA1 (baseline design)

MID:AA-05: 4 discosAA1: 8 discosAA2: 64 discos, < 20 KmAA3: 133: discosAA4: inclusión de MeerKAT

LOW:AA-05: 6 estacionesAA1: 18 estacionesAA2: 64 estacionesAA3: 256 estacionesAA4: Full LOW array: 512 est.

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• Los contratos se dividen en Tier1 y Tier2

• Tier1: grandes contratos gestionados por SKAO

• Tier2: contribuciones concretas a contratos de Tier1. Pueden ser en formade subcontrataciones o contratación directa por parte de SKAO.

• Casi todos los contratos de construcción de SKA1 han sidopreadjudicados a un país.

• Se admiten contribuciones cash o in-kind. Para los contratos preasignadosa España, las contribuciones serán en cash.

• Retorno justo: cada país debe retornar al menos el 70% de sucontribución a construcción.

Contratos de construcción de SKA1

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LOW AIVLOW Antenna AssemblyLOW CPFLOW CSPLOW INFRA PSCLOW INFRA 1LOW INFRA 2LOW INFRA 3LOW INFRA 5LOW INFRA 6LOW NETWORKLOW PaSDLOW SPCLOW SPSLOW Station Deployment

LOW STATION INTEGRATIONMeerKAT Extension InfrastructureMeerKAT Integration PSCMID AIVMID BAND 1MID BAND 2MID BAND 5MID CBF and TDCMID CPFMID CSPMID DISH ELEMENTMID DISH STRUCTUREMID INFRA 1MID INFRA 2

MID INFRA 3MID INFRA 4MID INFRA 6MID INFRA PSCMID NETWORKMID SPCMID SPF SERVICESMID SPFRx123MID SPFRx45MID SPFRxPUSOFTWARE SOLE SOURCE (~17 contracts)SOFTWARE COMPETITIVE (~10 contracts)SAT

Contratos de construcción de SKA1– Tier 1

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Licitación de contratos de SKA - dos etapas

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SKA Procurement Portal

https://www.kommersannons.se/ska-telescope/

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SKA Procurement Portal

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Procurement – Stage 2

Para los contratos < 200 K€: Request for Quotation

1. Expresión de interés anunciada en el portal de procurement deSKAO

2. Request for Quotation, al menos tres ofertas a evaluar pordepartamento de compras.

3. Evaluación y aprobación del contrato.

4. El departamento de compras envía el contrato u orden de compraal proveedor.

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Procurement – Stage 2

Para los contratos > 200 K€:

1. SKAO aprueba el procurement plan

2. Se proporciona la información a los ILOs correspondientes ->plazo de 21 días para sugerir empresas interesadas

3. Se publica el Market Survey en el portal de SKA, permaneceabierta al menos 28 días

4. Un máximo de 144 días tras cerrar el Market Survey, se envía elPre-Qualification pack a los suministradores. En el caso de quehaya menos de 5 empresas interesadas tras el Market Survey, sepodrán unir la Pre-Qualification y la ITT

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Procurement – Stage 2

Para los contratos > 200 K€:

5. El plazo para contestar la pre-qualification es de 21 días. Sepodrían enviar y contestar preguntas hasta 7 días antes.

6. 7 días después de finalizar la pre-qualification, se comunica elresultado a las empresas y a los ILOs y se envía la ITT (invitationto tender) a los que la han superado.

7. El plazo para contestar la ITT será de un mínimo de 8 semanas.

8. Una semana antes del cierre SKA podrá enviar clarificaciones enrespuesta a las peticiones de las empresas y como máximo 3 díasantes se podrá solicitar una extensión, que podrá ser concedida ono.

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Procurement – Stage 2

Para los contratos > 200 K€:

9. El método de evaluación tendrá que ir indicado en la ITT: podráser el precio más bajo o la oferta económicamente más ventajosa(normalmente 60% técnico, 40% precio)

10. Para las ofertas significativamente más baratas (ej. 30% más bajasque precio medio), se solicitarán clarificaciones. También sepodrán solicitar clarificaciones de carácter técnico.

11. Podrá haber licitaciones single/sole source. En este caso podrá nohaber un Market Survey

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SKA1 Procurement – contratos Tier 1 con participación española

Tier 1 País Cash/in-kind

Single source/competitive

Tier 2 Cash/in-kind

SAT UK Cash Sole source (TBC) LOW UTC Distribution

Cash

SAT UK Cash Competitive MID UTC Distribution

Cash

BAND 5 UK Cash Competitive Feed and OMTs Cash

BAND 1 SE In-kind Competitive FPC Electronics Cash

DISH STRUC-TURES

China In-kind Sole source (CETC54) Sub-reflector Cash

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• La precisión necesaria en la sincronización temporal de todos losreceptores de SKA es < 2 ns.

• Configuración maestro-esclavo basado en tecnología White Rabbit. Elmaestro está en el CPF y cada esclavo se comunica con el maestro pararetrasar su reloj y sincronizarse con el maestro, generando una señal desincronismo.

• Objeto: suministro y puesta en marcha de equipamiento White Rabbitpara proporcionar UTC y PPS a las estaciones de frecuencias bajas y elCentral Signal Processor. Incluye suministro, instalación, commissioning,configuración y pruebas, garantía y mantenimiento (nivel 3)

• Tier 1: UK

Synchronisation and Timing – LOW UTC Distribution

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•Fechas aproximadas:

•Jun 21: petición empresas a ILO

•Jul 21: market survey

•Ago 21: precualificación de proveedores

•Sep 21: CFT

•Feb 22: aprobación y adjudicación

Synchronisation and Timing – LOW UTC Distribution

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• La precisión en la sincronización temporal de todos los receptores de SKAes < 2 ns.

• Configuración maestro-esclavo basado en tecnología White Rabbit. Elmaestro está en el CPF y cada esclavo se comunica con el maestro pararetrasar su reloj y sincronizarse con el maestro, generando una señal desincronismo.

• Objeto: suministro y puesta en marcha de equipamiento White Rabbitpara proporcionar UTC y PPS a las estaciones de frecuencias medias,MeerKAT y el Central Signal Processor. Incluye suministro, instalación,commissioning, configuración y pruebas, garantía y mantenimiento (nivel3)

• Tier 1: UK

Synchronisation and Timing – MID UTC Distribution

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Synchronisation and Timing – MID UTC Distribution

•Fechas aproximadas:

•Jun 21: petición empresas a ILO

•Jul 21: market survey

•Ago 21: precualificación de proveedores

•Sep 21: CFT

•Feb 22: aprobación y adjudicación

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• Objeto: suministro de OMTs y bocinas para los receptores de Banda 5a (4,6-8,6 GHz) y5b (8,3-15,4 GHz). Industrializar las bocinas y ensamblaje de los OMTs, conducir elProduct Readiness Review. Producir la serie, entrega a integrador, suporte a laaceptación por SKAO. Soporte operacional

• Tier 1: UK (diseño liderado por la Universidad de Oxford)

• Otros países: Suecia (LNAs)

• Fechas aproximadas:

• Feb 22: petición empresas a ILO

• Mar 22: market survey

• Abr 22: precualificación de proveedores

• Jun 22: CFT

• Oct 22: aprobación y adjudicación

Banda 5

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Banda 5

Banda 5a 5b 5c (afuturo)

Frecuenciasuperior (GHz)

4,6 8,3 15

Frecuenciainferior (GHz)

8,5 15,4 24

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Banda 5

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Banda 5 – subsistema de RF

• Bocinas (conectada a la primera etapa del cryocooler)

• OMT y LNAs (conectados a la segunda etapa del crycooler)

• Electrónica caliente: amplificadores, filtros paso banda e inyección de ruido térmico para calibración (alojados en la caja llamada “Vaccuum Side Electronics”)

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Banda 5 – bocinas

• Material: aluminio bañado en oro, para reducir la emisividad a 0,03.

Corte transversal de la bocina de la Banda 5A

Prototipo de bocinas 5A y 5 B (JLRAT)

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Banda 5 – OMT Banda 5A

Corte transversal del OMT de banda 5a Modelo 3D del OMT de banda 5a

Parta trasera del OMT-5a Parta delantera del OMT-5a

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Banda 5 – OMT Banda 5A

Prototipo OMT 5A (JLRAT)

Parta delantera del OMT-5a

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Banda 5 – OMT Banda 5B

Modelo 3D del OMT de la Banda 5B

Prototipo de bocina y OMT 5B (JLRAT)

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Design, construction and test of feed antennas

• Up to octave bandwidth feeds.• Corrugated and lens-corrected horns.• With auxiliary optics to feed from secondary

focus of dual-reflector antenas.• 4.5-9.0 GHz, 31.5-50.0 GHz, 72-120 GHz.

• Multi-octave bandwidth feeds• QRFH (Quad-Ridged Feed Horn)• Direct feeding of Ring-Focus antena.• 2.2-14 GHz.

• Test facilites at Yebes Observatory• 1.7 GHz-140 GHz.• Spherical and planar ranges.

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Design, construction and test of microwave passive components

• Up to octave bandwidth septum polarizers and OMTs.

• From S-band up to W-band.

• Coaxial or waveguide output ports.

• Designed ad-hoc for each particular receiver by using EM simulation software.

• Manufacturing and test facilities at Yebes Observatory.

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• Objeto: suministro de feed package control electronics.Industrializar los FPCs, conducir el Product Readiness Review.Producir la serie, entrega a integrador, suporte a la aceptación porSKAO. Soporte operacional

• Tier 1: Suecia (contribución in-kind). También participa India(bocina)

• Fase de diseño y prototipos: participaron Suecia (Onstala SpaceObservatory – OSO) y Sudáfrica (EMSS)

• Fechas aproximadas:

• Sep 21: petición empresas a ILO

• Oct 21: market survey

• Nov 21: precualificación de proveedores

• Dic 21: CFT

• May 22: aprobación y adjudicación

Banda 1

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Banda 1

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Banda 1

Feed controller box

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Banda 1 – Tarjeta analógica

• Desarrollada por OSO

• LNA de segunda etapa: HMC741ST89E, de Analogue Devices

• Incluye la fuente de ruido de calibración (desarrollada porEMSS) y el control térmico mediante un PID

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Banda 1 – Tarjeta analógica

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Banda 1 – Tarjeta de control

• Desarrollada por EMSS Antennas

• Es la misma tarjeta que ladesarrollada para Banda 2, sólodifiere el FW de la FPGA.

• Se conecta con el SPF controller(común a todas las bandas) víafibra.

• Su función es proporcionar datos demonitorización y control al SPFcontroller y ejecutar comandosdesde el SPF controller.

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Banda 1 – Tarjeta de alimentación

• Desarrollado por OSO

• Transformador en tarjeta prototipode Toroid Corporation.

• En teoría podría ser otro, peropodría afectar al RFI -> podríasuponer un cambio en el diseño ynuevas pruebas de RFI.

• Incluye filtros AC, protección contrasobretensiones y conexiones altransforador

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Banda 1 – tarjeta de distribución de alimentación

• Desarrollado por EMSS

• Igual al desarrollo de Banda 2

• Incluye los convertidores AC/DC y filtrado, en las diferentes tensiones detrabajo.

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• Objeto: suministro de subreflectores.Industrializar los FPCs, conducir el ProductReadiness Review. Producir la serie, entrega aintegrador, suporte a la aceptación por SKAO.Soporte operacional

• Tier 1: China (contribución in-kind, CETC54)

• Otros países involucrados:

• Italia: Feed Indexer

• Alemania: DS Control System

• Sudáfrica: EMI Cabinet

Estructuras de Disco - subreflectores

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•Fechas aproximadas:

•Ago 21: petición empresas a ILO (Tier 2)

•Sep 21: market survey

•Nov 21: precualificación de proveedores

•Ene 22: CFT

•Jun 22: aprobación y adjudicación

Estructuras de Disco - calendario

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Estructuras de Disco – sole source CETC54

• CETC54: 54th ResearchInstitute of China ElectronicsTechnology GroupCorporation. Es una compañíaestatal

• El diseño y construcción deprototipos fue liderado porCETC54 en colaboración conJLRAT (Joint Laboratory forRadio Astronomy Technology)

Subreflector para antena prototipo DVA-C

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Estructuras de Disco – dos prototipos

SKA-MPG

Credit Gundolf Wieching/MPIfR

SKA-P

Credit SKAO

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Estructuras de Disco - subreflectores

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Estructuras de Disco - subreflectores

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Estructuras de Disco – extensión inferior

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Estructuras de Disco – diseño del subreflector

• El subcontratista debe asegurar el cumplimiento del diseño óptico delsubreflector.

• El subcontratista escogerá la tecnología de fabricación: podrá ser un panelúnico o como máximo seis paneles

• Material del subreflector y faldón inferior: polímero reforzado de fibra decarbono

• El subreflector debe incluir una capa reflectante

• El faldón inferior puede ser fabricacado con diferente procedimiento, puedeser una pieza única o tres como máximo.

• Ajustadores: permiten ajustar la posición de los paneles

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Estructuras de Disco – especificaciones del subreflector

• Incluir interfaz para conexión a brazo de soporte

• Exposición a rayos de acuerdo con LPZ 0B

• Debe incluir marcas de referencia en su parte externa para facilitar elalineamiento durante la instalación

• Masa total< 310 Kg

• Masa del subreflector < 80 Kg

• Precisión de la superficie 0,2 mm RMS

• Eficiencia de la capa reflectante > 99,75 % en la banda 350 – 20 GHz

• Espesor mínimo de la capa reflectante = 0,14 mm

• Huecos entre paneles = 1 mm

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Estructuras de Disco – condiciones ambientales

• Condiciones de precisión

• Temperatura: -5 a 40ºC, máximo cambio 3º cada 1000 s

• Velocidad del viento máxima: 7 m/s

• No viento, lluvia, nieve, granizo

• Condiciones de durabilidad:

• Viento 20 m/s

• Nieve hasta 20 mm, con densidad 130 Kg/m3

• Granizo con nivel de energía al impacto 11 J

• Zona sísmica 1 (IEC 60721-2-6)

• Condiciones de supervicencia: viento 44 m/s con ángulo de elevación 90º

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Proyectos I+D▪ Plurianual 1-3 años▪ Beneficiarios: empresa▪ Hasta 85% cobertura presupuesto financiable. Tramo no reembolsable 20%-33%▪ Euribor fijo anual. 7 a 10 años de amortización. Hasta 3 carencia.▪ Desde 175.000 euros

▪ TNR del 33% para proyectos relacionados con la potenciación de lacapacidad tecnológica de las empresas españolas para participar enlicitaciones de proyectos de Grandes Instalaciones Científicas

▪ Convocatoria abierta

Ayudas a la I+D – proyectos ID

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Listas de distribución

http://www.cdti.es/index.asp?MP=8&MS=69&MN=2

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