Junto con la multinacional española Aernnova Aerospace, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado un nuevo tipo de motor por plasma para propulsar pequeños satélites en órbita terrestre.
Se trata de un propulsor de iones, bautizado como ALPHIE (Alternative Low Power Hybrid Ion Engine), que ha sido desarrollado en el Laboratorio de Plasmas del Departamento de Física Aplicada a las Ingenierías Aeronáutica y Naval de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
“La diferencia fundamental es el modo en el que se aceleran los iones, los cuales tienen que alcanzar una velocidad muy elevada”, afirma Luis Conde, investigador principal de este trabajo. La “novedad” de su patente, por tanto, es que consiguen llevar a cabo esta labor de una manera más eficiente.
“Lo mismo que dicen que la banca es el negocio del céntimo, este es el negocio de aprovechar todo –explica el catedrático en declaraciones a Innovaspain–. Ionizar es algo que cuesta mucha energía. En nuestro caso, se alcanzan velocidades elevadas con un consumo de energía muy pequeño y, además, el tamaño del dispositivo es pequeño”. Todo esto hace que el motor sea muy útil para microsatélites.
Sencillez y eficiencia
La propulsión eléctrica, tal y como apuntan desde la UPM, permite importantes reducciones de costes y es clave para desarrollar aplicaciones comerciales empleando satélites en órbita baja, entre 200 y 2000 kilómetros de altura sobre la superficie terrestre (en inglés Low Earth Orbit; LEO). La fuerza impulsora se obtiene mediante una fuente de energía eléctrica que acelera partículas cargadas (iones) a velocidades muy superiores a las que son posibles en los motores espaciales tradicionales.
La originalidad de ALPHIE radica en que su nueva tecnología es más sencilla y eficiente comparada con la de otros modelos. Este propulsor es el resultado de varios proyectos sobre la física de la aceleración de los flujos de iones y electrones (plasma) a altas velocidades en los que el grupo de la UPM ha estado trabajando los últimos seis años a través de diferentes convocatorias públicas y también en colaboración con la multinacional española Aernnova Aerospace. En palabras del propio Conde, ha sido un proceso largo. “Comenzamos en octubre de 2015 y es el resultado de años de trabajo; no ha surgido de una ‘idea feliz’ de un momento”.
Aplicación comercial
El objetivo es introducir este innovador motor de plasma en el mercado de minisatélites mediante un contrato de cotitularidad y explotación. El primer paso ha sido presentar una solicitud de patente, que acaba de ser concedida por la Oficina de Patentes de los Estados Unidos y que se encuentra en su tramitación final por la Oficina Europea de Patentes –que previsiblemente concluirá también de forma positiva en los próximos meses–.
Servicios como la televisión interactiva, la conducción automática de vehículos o el acceso a internet de los barcos en alta mar requieren una conexión de alta calidad con un alcance planetario. Este objetivo sólo puede conseguirse de forma eficiente y económica mediante constelaciones de pequeños satélites en órbita terrestre.
Para dar servicio al cliente en la superficie terrestre, dichos satélites describen en órbita baja trayectorias precisas actuando de forma simultánea y conectada. Sin embargo, en ocasiones, sus órbitas experimentan desviaciones, rompiendo la formación e interrumpiendo por consiguiente el tráfico de datos.
“ALPHIE serviría para efectuar las correcciones necesarias para ajustar su órbita y mantener la formación y lo haría con mayor eficiencia que otros modelos existentes a día de hoy en el mercado”, explica el catedrático de la UPM. “Además, este sistema de propulsión sería útil igualmente para expulsar de su trayectoria a estos vehículos al final de su vida útil y controlar así el incremento de la basura espacial en la órbita terrestre”.
