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Un motor pequeño para satélites pequeños

Científicos de todo el mundo han empezado a usar unos satélites del tamaño de una caja de zapatos para explorar el espacio con un coste muy bajo. Recientemente, un equipo financiado con fondos europeos presentó un tipo nuevo de propulsor que podría cambiar radicalmente los usos dados a estos satélites tan pequeños.

Economía digital

Los científicos participantes en el proyecto L-μPPT (Innovative liquid micro pulsed plasma thruster system for nanosatellites) crearon un prototipo de minipropulsor que ampliará las capacidades de los CubeSats, una clase nueva de satélites pequeños. Al contar con un sistema de propulsión, estos nanosatélites podrán cumplir funciones mucho más diversas. Los CubeSats miden diez centímetros cúbicos y, por consiguiente, imponen los límites más exigentes en cuanto a la masa. Tratar de incorporar un sistema de propulsión en estos nanosatélites es un objetivo muy ambicioso. Pero los beneficios de contar con propulsores incorporados para modificar la órbita o, incluso, llegar a destinos muy lejanos que, hoy por hoy, solo son asequibles para aeronaves mucho más grandes sin duda superan, y con creces, la complejidad y los costes que este avance entraña. Se consideró que la opción más adecuada para estos nanosatélites sería un propulsor de plasma pulsante (PPT), por su fiabilidad y peso reducido. Un PPT funciona mediante una concatenación de impulsos. Cada impulso se produce por una descarga de plasma que se forma en el propergol, que suele ser Teflón. La chispa erosiona el metal de los electrodos, mientras que los campos electromagnéticos aceleran la salida de la masa erosionada por las toberas, lo cual genera el impulso. El equipo de L-μPPT sustituyó los bloques de Teflón por un propergol líquido no tóxico, lo cual permite controlar estrechamente la cantidad inyectada de combustible. Los mecanismos físicos que se producen en el PPT se analizaron en una bancada de pruebas para determinar la eficiencia con la cual la energía almacenada en el condensador se convierte en energía para acelerar el plasma. Dilucidar esta cuestión era esencial para diseñar un prototipo funcional, el cual pesa 0,33 kg y mide 33 mm de altura. El primer prototipo se fabricó con tecnologías maduras y económicas tomadas de los circuitos impresos. Los científicos de L-μPPT realizaron varias pruebas en vacío para comprobar el impulso deseado de por lo menos cien Newton por segundo y posibilidades de control según tres ejes. El sistema de L-μPPT constituye uno de los primeros sistemas de propulsión en proporcionar un control total de ejes en nanosatélites. El hecho de contar con un sistema activo de propulsión estando en órbita abrirá posibilidades nuevas para las misiones con CubeSats, como los encuentros espaciales y el acoplamiento. La experiencia obtenida con el uso del nuevo μ-PPT líquido en CubeSats se podría ampliar a otras misiones de mayor envergadura, con lo cual se obtendría una solución ligera y de bajo coste para futuros propósitos.

Palabras clave

Propulsor de plasma pulsante (PPT), nanosatélites, CubeSats, sistema de propulsión, Teflón

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