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Cohete en un cubo de Rubik

Cohete en un cubo de Rubik

Pequeños satélites, no mucho más grandes que un cubo de Rubik, se envían de forma rutinaria al espacio para realizar una variedad de tareas de investigación y mantenimiento. Este sistema de propulsión único está configurado para enviarlos más lejos que nunca.

[Fuente de imagen: Wikimedia]

CubeSats: diminutos buques de investigación modulares

La Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat de la NASA (CSLI) permite a los investigadores y las instituciones educativas realizar investigaciones espaciales. Estos diminutos satélites, de 100 milímetros de lado, pesan menos de 1,5 kilogramos y pueden hacer de todo, desde la reparación estructural en órbita hasta el seguimiento de desastres.

Debido a sus pequeñas dimensiones, el sistema de propulsión necesario para conducir CubeSats debe ser correspondientemente pequeño y ligero. Los combustibles químicos tradicionales son pesados, voluminosos y altamente explosivos. La investigación del MIT ha producido el Sistema de propulsión por electropulverización de iones escalables (S-iEPS), un sistema de propulsión compacto y eficiente para estos nanosatélites.

Sistema de propulsión por electropulverización de iones escalable (S-iEPS)

S-iEPS comprende pequeños módulos propulsores, que incorporan una serie de cientos de emisores que se utilizan para acelerar los iones de las aberturas microscópicas a fuerzas medidas en nanonewtons. Si bien se trata de una fuerza increíblemente pequeña, la salida combinada de un grupo de módulos puede producir resultados impresionantes. Con unos escasos 150 gramos de combustible, un CubeSat podría conducirse desde una órbita terrestre baja de menos de 2.000 kilómetros, hasta una órbita geosincrónica de 36.000 kilómetros y más. Este volumen de combustible todavía deja mucho espacio dentro del CubeSat para equipos de investigación vitales.

Los motores de iones no tienen partes móviles, lo que extrae un líquido iónico a través de la acción capilar hacia los emisores. Aquí, los iones se aceleran a través de un campo eléctrico, requiriendo solo 5 vatios de electricidad de baterías recargadas por paneles solares. El grado de empuje depende de la concentración de emisores en el módulo; más de 400 emisores por centímetro cuadrado.

Paulo Lozano, profesor asociado de Aeronáutica y Astronáutica en el MIT, dirige el equipo de investigación que desarrolla S-iEPS. En una entrevista con ASME, dijo: "Producen poca fuerza, pero debido a que pueden disparar durante mucho tiempo, se acelera la nave espacial a una velocidad que sería imposible de alcanzar con un motor químico". Eso es un gran valor ”.

S-iEPS se compara favorablemente con los motores de iones de plasma, que, aunque ofrecen un mayor empuje, son demasiado complejos para miniaturizarlos para aplicaciones CubeSat. “Tienes un empuje que es aproximadamente un orden de magnitud más alto que el que tenemos ahora. Si quisieras sustituir ese propulsor por el nuestro, necesitarías un área aproximadamente 10 veces más grande ', informó Lozano a ASME.

S-iEPS en el espacio

El tamaño y la longevidad de los motores de electropulverización de iones permiten una mayor variedad de aplicaciones potenciales. Las misiones propuestas incluyen mantenimiento, inspección y reparación de estructuras en órbita, ajuste de trayectorias de satélites más grandes y eliminación de basura espacial.

La comercialización de S-iEPS está actualmente en curso a través de Accion Systems, implementando la fabricación por lotes para hacer que la investigación espacial sea más barata y accesible.

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Vía: COMO YO

Escrito por Jody Binns

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