Nuevo sistema de propulsión sin combustible para satélites

Nuevo sistema de propulsión sin combustible para satélites
Nuevo sistema de propulsión sin combustible para satélites

Un sistema que permite generar potencia eléctrica y empuje a bordo de satélites sin necesidad de usar propelente ha sido diseñado en las universidades Carlos III y Politécnica de Madrid.

El sistema se basa en lo que se conoce como una «amarra espacial con baja función de trabajo», una cinta de aluminio de unos 2 centímetros de ancho, 50 micras de espesor y varios kilómetros de longitud, cubierta con una fina capa de un material que facilita la emisión de electrones al ser iluminado y calentado por el sol.

La cinta, que se encuentra enrollada en un carrete durante el lanzamiento, se despliega una vez en órbita. Gracias a un efecto electrodinámico, la amarra genera potencia útil a bordo de manera pasiva mientras baja la altura de la órbita del satélite. Si va equipado con una fuente de potencia, aparece una fuerza sobre la amarra que aumenta la altura del satélite.

«Se trata de una tecnología con un alto potencial disruptivo, pues permite transformar energía orbital en eléctrica y viceversa sin utilizar ningún tipo de consumible», explica uno los autores de las patentes, Gonzalo Sánchez Arriaga, investigador Ramón y Cajal del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

«A diferencia de los sistemas de propulsión actuales, una amarra espacial con baja función de trabajo no necesita propulsante y utiliza recursos naturales del entorno espacial como el campo geomagnético, el plasma ionosférico y la radiación solar», añade en un comunicado.

El sistema funciona aprovechando un efecto electrodinámico conocido como frenado de Lorentz. En la vida cotidiana estamos más familiarizados con el frenado aerodinámico, pero el de Lorentz puede observarse también fácilmente al dejar caer un imán en el interior de un tubo de cobre.

«Las amarras espaciales se vienen investigando desde hace décadas y se han volado en más de una veintena de misiones espaciales. Los esquemas de las patentes consideran por primera vez los fotoelectrones emitidos de manera natural por la amarra al ser iluminados por el Sol y evitan así el uso de emisores de electrones activos. Creemos que es una simplificación muy importante que puede ayudar al desarrollo de la tecnología de amarras», indica otro de los investigadores involucrados, Claudio Bombardelli, del grupo de investigación en Dinámica Espacial de la UPM.

El sistema proporciona potencia útil en órbita mientras se desorbita el satélite, es decir, se disminuye la altura de la órbita hasta que se produce su reentrada y quemado en la atmósfera. En este sentido, «esta tecnología resulta ideal para eliminar basura espacial», destacan los investigadores. Además, si el satélite dispone de potencia a bordo, la amarra puede funcionar de manera inversa y generar un empuje que aumente la altura del satélite.

«Esto resulta especialmente interesante para la Estación Espacial Internacional, ya que actualmente hay que dedicar de manera periódica una cantidad importante de propulsante para generar un empuje que compense la altura perdida por la resistencia aerodinámica», apunta Gonzalo Sánchez Arriaga.

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