Hacia la nueva generación de propulsores de plasma
Los motores iónicos utilizan energía eléctrica para generar partículas cargadas en el combustible, normalmente gas xenón, y acelerarlas a velocidades extremadamente altas. La velocidad de eyección de los motores para cohetes convencionales está limitada por la energía química almacenada en los enlaces moleculares del combustible. Por otra parte, los motores iónicos están, en principio, limitados por la potencia eléctrica disponible en la aeronave, pero en la práctica son mucho más eficientes que los motores químicos. En particular, los propulsores helicoidales son lo más avanzado en sistemas iónicos de propulsión. Funcionan con distinto propergoles y tienen una vida útil más larga que los propulsores convencionales. Un grupo de científicos inició el proyecto HPH.COM (Heliconplasmahydrazine.COmbinedMicro) con el fin de diseñar un nuevo propulsor de plasma sobre la base de la tecnología de radiofrecuencia. Gracias a la financiación de la Unión Europea, los investigadores estudiaron su aplicación para un minisatélite, con el fin de realizar una misión de demostración de bajo coste. Su estudio de viabilidad también contempló la posibilidad de desarrollar un propulsor combinado de dos modos para lograr a la vez actitud y control de la órbita. En él se combinó un modo de plasma de bajo empuje y alta eficiencia y un modo de hidrazina de alto empuje y alta eficiencia. Con este fin, los socios de HPH.COM desarrollaron herramientas de simulación de plasmas complejas para poder investigar fenómenos físicos complejos con detalle. Los modelos numéricos, junto con experimentos exhaustivos, dieron como resultado una tecnología helicoidal innovadora con una eficiencia de ionización notablemente mayor que las fuentes de plasma helicoidales convencionales. El modelo de ingeniería de los propulsores se probó en tres laboratorios separados con el fin de reducir el tiempo de desarrollo. Finalmente, se diseñó y construyó una maqueta de minisatélite para demostrar la viabilidad de la nueva tecnología que se probará en vuelo. Su estructura es modular y fácil de montar, desmontar y adaptar a cualquier vehículo de lanzamiento. Gracias a su larga vida útil y su capacidad para funcionar con una amplia variedad de gases, la tecnología de HPH.COM debería ser atractiva para distintos tipos de misiones en el espacio, incluidas las de observación de la Tierra y telecomunicaciones. El nuevo propulsor de plasma, en el que se combinan alta eficiencia y bajo coste, está destinado a impulsar la competitividad del sector espacial europeo.
Palabras clave
Propulsores de plasma, motores para cohetes, motores de iones, astronave, gas xenón, propulsores helicoidales
