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| Vista lateral de un modelo de vuelo del sistema de propulsión eléctrica de yodo NPT30-I2 disparando en una cámara de vacío. Crédito: ThrustMe |
En el caso de los satélites que giran alrededor de la Tierra, el uso de la electricidad para ionizar y empujar partículas de xenón hace que vayan a donde tienen que ir. Aunque los átomos de xenón se ionizan con facilidad y son lo suficientemente pesados como para generar empuje, el gas es raro y caro, por no hablar de lo difícil que es almacenarlo.
Gracias a una nueva investigación, pronto podríamos tener una alternativa. El yodo.
La empresa de tecnología espacial ThrustMe ha puesto en marcha un satélite en órbita con gas de yodo, y la tecnología promete dar lugar a sistemas de propulsión de satélites más eficientes y asequibles que nunca.
Un equipo de investigadores de ThrustMe, en colaboración con sus colegas de la Universidad de la Sorbona, ha probado con éxito el uso del yodo como agente ionizante en un motor espacial de empuje iónico. En su artículo publicado en la revista Nature, el grupo describe su prueba de dos años del elemento químico.
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| El sistema de propulsión eléctrica de yodo disparando en una cámara de vacío |
El sistema de propulsión calienta primero un bloque sólido de yodo, convirtiéndolo en gas. El gas se bombardea con electrones de alta velocidad, lo que lo convierte en un plasma de iones de yodo y electrones libres. El hardware cargado negativamente acelera entonces los iones de yodo cargados positivamente del plasma hacia el escape del sistema y propulsa la nave hacia delante.
El equipo probó este sistema de propulsión en el espacio en un pequeño satélite CubeSat de 20 kilos. El satélite se lanzó a bordo de un cohete el 6 de noviembre de 2020 y se puso en órbita a una altitud de 480 kilómetros. El equipo operó con éxito el sistema 11 veces en una serie de pequeñas maniobras hasta el 28 de febrero de 2021.
El grupo descubrió que el sistema de yodo superaba ligeramente a los de xenón, con una mayor eficiencia energética global, lo que demuestra la viabilidad del yodo como propulsor.
"Si queremos una exploración espacial sostenible, en la que no creemos tanta basura espacial como hoy, tenemos que poner sistemas de propulsión en todos los satélites, incluso en los más pequeños", dice Rafalskyi. Esto podría permitir que un satélite volviera a la Tierra en lugar de quedarse en órbita al final de su vida útil, dice, y "parece que el yodo es una de las formas de alcanzar ese objetivo".
Según Rafalskyi, el yodo presenta algunas dificultades que hay que resolver. Por ejemplo, el yodo reacciona con la mayoría de los metales, por lo que el equipo tuvo que utilizar cerámica y polímeros para proteger las partes del sistema de propulsión. Además, el yodo sólido tarda unos 10 minutos en convertirse en plasma, lo que puede no proporcionar un propulsor lo suficientemente rápido para las maniobras de emergencia y evitar una colisión en órbita.
Fuentes, créditos y referencias:
Dmytro Rafalskyi et al, In-orbit demonstration of an iodine electric propulsion system, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04015-y