Crédito de imagen: ESA
La misión SMART-1 de la Agencia Espacial Europea utilizará un motor de iones revolucionario para ayudarlo a buscar evidencia de que la Luna se formó después de una violenta colisión de un planeta más pequeño con la Tierra. Un motor de iones funciona acelerando partículas ionizadas de gas en una corriente constante durante meses o incluso años. Aunque el empuje es muy bajo, es muy eficiente y requiere una fracción de combustible que usan los cohetes tradicionales.
Los fanáticos de las películas de ciencia ficción saben que, si desea viajar distancias cortas desde su planeta de origen, utilizaría un "dispositivo de iones" subluz. Sin embargo, ¿es una ciencia ficción o un hecho científico tan impulsor de iones?
La respuesta se encuentra en algún punto intermedio. Los motores de iones se remontan al menos a 1959. Incluso en 1964 se probaron dos motores de iones en el satélite estadounidense SERT 1: uno tuvo éxito y el otro no.
El principio es simplemente física convencional: tomas un gas y lo ionizas, lo que significa que le das una carga eléctrica. Esto crea iones de gas cargados positivamente, junto con electrones. El gas ionizado pasa a través de un campo eléctrico o pantalla en la parte posterior del motor y los iones salen del motor, produciendo un empuje en la dirección opuesta.
Muy eficiente en combustible
Operando en el vacío cercano del espacio, los motores de iones disparan el gas propulsor mucho más rápido que el chorro de un cohete químico. Por lo tanto, proporcionan aproximadamente diez veces más empuje por kilogramo de propulsor utilizado, lo que los hace muy "eficientes en combustible".
Aunque son eficientes, los motores de iones son dispositivos de muy bajo empuje. La cantidad de empuje que obtienes por la cantidad de propelente utilizada es muy buena, pero no empujan con mucha fuerza. Por ejemplo, los astronautas nunca podrían usarlos para despegar la superficie de un planeta. Sin embargo, una vez en el espacio, podrían usarlos para maniobrar, si no tienen prisa por acelerar rápidamente. ¿Por qué? Las unidades de iones pueden alcanzar altas velocidades en el espacio, pero necesitan una distancia muy larga para llegar a esas velocidades con el tiempo.
Ventaja pausada
Los motores iónicos hacen su magia de manera pausada. Las pistolas eléctricas aceleran los iones. Si el poder de esta aceleración proviene de los paneles solares de la nave espacial, los científicos lo llaman "propulsión solar-eléctrica". Los paneles solares del tamaño típicamente utilizado en las naves espaciales actuales pueden suministrar solo unos pocos kilovatios de potencia.
Por lo tanto, un motor de iones con energía solar no podría competir con el gran empuje de un cohete químico. Sin embargo, un cohete químico típico se quema durante solo unos minutos, mientras que un motor de iones puede seguir empujando suavemente durante meses o incluso años, siempre que brille el sol y dure el suministro de propelente.
Otra ventaja del empuje suave es que permite un control de naves espaciales muy preciso, muy útil para misiones científicas que requieren apuntar con precisión al objetivo.
Asegurar el lugar de la ESA en el espacio
Los ingenieros probaron un motor de iones como sistema de propulsión principal por primera vez utilizando la misión Deep Space 1 de la NASA entre 1998 y 2001. La misión SMART-1 de la ESA, que se lanzará a fines de agosto de 2003, irá a la Luna y demostrará operaciones más sutiles de del tipo necesario en futuras misiones de larga distancia. Estos combinarán la propulsión solar-eléctrica con maniobras usando la gravedad de planetas y lunas por primera vez.
SMART-1 garantizará la independencia de Europa en el uso de la propulsión iónica. Se espera que otras misiones de ciencia espacial usen motores de iones para maniobras complejas cerca de la órbita de la Tierra. Por ejemplo, la misión LISA de la ESA detectará ondas gravitacionales provenientes del Universo distante. Las futuras misiones de la ESA a los planetas también usarán motores de iones para enviarlos en su camino.
Ahora hecho científico
Las realidades actuales de la propulsión solar-eléctrica podrían no coincidir con la magia de las películas de ciencia ficción con las naves espaciales volando en nuestras pantallas de cine. Sin embargo, el trabajo de la ESA en las misiones SMART-1 y futuras está asegurando que las unidades de iones sean ahora más hechos científicos que de ciencia ficción.
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
