Un nuevo tipo de cohete facilitará y abaratará las misiones espaciales

Los satélites que orbitan alrededor de la tierra tienen que ser recolocados ligeramente para mantenerse en su lugar correcto. Ingenieros del MIT han desarrollado un nuevo tipo de cohete que podría facilitar esta operación y hacer que otras maniobras de las naves espaciales mucho menos costosas. Según sus creadores, esta tecnología sería de gran ayuda para las incipientes empresas privadas que están empezando a trabajar en el espacio.

El nuevo sistema, llamado Mini-Helicon Plasma Thruster, es mucho más pequeño que otros cohetes de este tipo y funciona gracias a gases más baratos que los propergoles convencionales. Como resultado, el consumo de combustible se reduciría diez veces para aplicaciones similares. Ese es el cálculo que hace Oleg Batishchev, que es el principal investigador del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT.

Los sistemas de propulsión actuales, usados para mantener los satélites en órbita, moverlos de una órbita hacia otra o, simplemente, para maniobrar en el espacio, se basan en reacciones químicas que ocurren dentro del propio combustible, generando la energía que, en última instancia, impulsa al objeto.

Aunque estos sistemas han llevado, por ejemplo, al hombre a la luna y son usados para múltiples aplicaciones, tienen muchas limitaciones. Por ejemplo, los cohetes que usan dichos elementos químicos son muy caros precisamente porque usan mucho combustible.

Como resultado, los ingenieros han ido desarrollando cohetes alternativos, no químicos. En ellos, una fuente de energía eléctrica es usada para acelerar el propergol que proporciona impulso para mover a la nave espacial a través del espacio.

Cohetes no químicos

Estos cohetes “no químicos” han sido usados con éxito por la Agencia Espacial Europea y la NASA, como por ejemplo en la misión Deep Space 1, en la que una sonda tenía que volar muy cerca de un cometa y de un asteroide.

Este campo de investigación es relativamente nuevo y está siendo muy estudiado por el MIT Space Propulsion Laboratory (SPL). “El Mini-Helicon es un gran ejemplo de estos pequeños propulsores que pueden funcionar con energía eléctrica externa en lugar de mediante elementos químicos”, comenta Manuel Martínez-Sánchez, que es director del SPL, en un comunicado.

El gran avance del Mini-Helicon es que es el primer cohete que funciona con nitrógeno, el gas más abundante en nuestra atmósfera.

Ha sido concebido con una aportación del astronauta físico Franklin Chang-Díaz, el cohete ScD 77. El equipo de Batishchev llevó a cabo un análisis teórico que demostró que la primera de las tres partes que componían ese cohete podría usarse potencialmente para otras aplicaciones.

Desde entonces, doce estudiantes del MIT han trabajado en el Mini-Helicon. Batishchev, apunta, sin embargo, que todavía tendrán que pasar años hasta que esta tecnología esté disponible comercialmente, en parte debido a las políticas de certificación de la NASA y otras agencias espaciales.

Tres partes

El Mini-Helicon tiene tres partes: un tubo de cuarzo recubierto por una antena de radio frecuencia. Ambas cosas están rodeadas por imanes. El gas usado es bombeado hacia el tubo de cuarzo, donde la radio frecuencia transmitida por la antena convierte el gas en plasma o en gas cargado eléctricamente.

Los imanes no solo producen el plasma, sino que lo guían y los aceleran a través del sistema. “El haz de plasma que sale del tubo es lo que nos proporciona el impulso del cohete”, comenta
Los creadores remarcan que la velocidad de escape del nuevo cohete es 10 veces superior a la media de velocidad de un cohete químico, pero necesita mucho menos propergol para alcanzarla.

Batishchev comenta que el pasado verano el equipo de investigación construyó un cohete de plasta basado en una botella de vidrio (en lugar del cuarzo) y una lata de aluminio (en lugar de la antena de radio frecuencia). Este sencillo experimento funcionó. Esto prueba que es un diseño robusto y sencillo, por lo que se puede pensar en diseñar un modelo incluso más sencillo.