La ESA prueba el primer motor a base de aire para órbitas muy bajas

   La ESA ha probado un motor eléctrico que usa moléculas de aire escaso de la atmósfera superior como propulsor, abriendo el camino a los satél

Organismos que producen metano viven a temperatura y presión de Marte
Las sales ayudan a las bacterias a sobrevivir en Marte
Los científicos finalmente han resuelto lo que creó esta extraña estructura en Marte

   La ESA ha probado un motor eléctrico que usa moléculas de aire escaso de la atmósfera superior como propulsor, abriendo el camino a los satélites que vuelan en órbitas muy bajas durante años.

La misión gravimétrica GOCE de la ESA voló a 250 kilómetros de altura durante más de cinco años gracias a un propulsor eléctrico que compensaba continuamente la resistencia aerodinámica. Sin embargo, su vida útil estaba limitada por los 40 kilos de xenón que llevaba como propelente: una vez que se agotaba, la misión había terminado.

Reemplazar el propelente a bordo con moléculas atmosféricas crearía una nueva clase de satélites capaces de operar en órbitas muy bajas durante largos períodos.

Los propulsores eléctricos que respiran aire también podrían usarse en las franjas exteriores de las atmósferas de otros planetas, aprovechando el dióxido de carbono de Marte, por ejemplo.

«Este proyecto comenzó con un diseño novedoso para recoger moléculas de aire como propulsor desde la parte superior de la atmósfera de la Tierra a unos 200 km de altitud con una velocidad típica de 7,8 km/s», explica Louis Walpot, de la ESA, en un comunicado.

Un propulsor completo fue desarrollado para probar el concepto por Sitael en Italia, que se realizó en una cámara de vacío en sus instalaciones de prueba, simulando el ambiente a 200 kilómetros de altitud.

Un ‘generador de flujo de partículas’ proporcionó las moléculas de alta velocidad que se aproximaban para ser recogidas por el nuevo sistema impulsor Ram-Electric Propulsion.

No hay válvulas ni partes complejas, todo funciona de manera simple y pasiva. Todo lo que se necesita es energía para las bobinas y los electrodos, creando un sistema de compensación de arrastre extremadamente robusto.

El desafío fue diseñar un nuevo tipo de admisión para recoger las moléculas de aire, de modo que ,en lugar de simplemente rebotar, se recogieran y comprimieran.

Las moléculas recogidas por la entrada diseñada por QuinteScience en Polonia reciben cargas eléctricas para que puedan ser aceleradas y expulsadas para proporcionar empuje.

Sitael diseñó un propulsor de doble etapa para garantizar una mejor carga y aceleración del aire entrante, que es más difícil de lograr que en los diseños de propulsión eléctrica tradicionales.

«El equipo realizó simulaciones por ordenador sobre el comportamiento de partículas para modelar todas las diferentes opciones de ingesta«, agrega Louis, «pero todo se redujo a esta prueba práctica para saber si la entrada combinada y el propulsor funcionarían juntos o no».

«En lugar de simplemente medir la densidad resultante en el colector para verificar el diseño de admisión, decidimos conectar un propulsor eléctrico. De esta forma, demostramos que, de hecho, podíamos recolectar y comprimir las moléculas de aire a un nivel en el que podría tener lugar la ignición del propulsor, y medir el empuje real.

«Al principio comprobamos que nuestro propulsor podía encenderse repetidamente con xenón recogido del generador de haces de partículas«.

Como un siguiente paso, explica Louis, el xenón fue parcialmente reemplazado por una mezcla de aire de nitrógeno y oxígeno: «Cuando el color azul basado en xenón de la pluma del motor cambió a púrpura, supimos que habíamos tenido éxito. El sistema finalmente se encendió repetidamente únicamente con propelente atmosférico para probar la viabilidad del concepto.

«Este resultado significa que la propulsión eléctrica que respira por aire ya no es simplemente una teoría sino un concepto tangible y de trabajo, listo para desarrollarse, para servir algún día como la base de una nueva clase de misiones».

Content Protection by DMCA.com

COMMENTS