El nuevo motor espacial que es más pequeño que una uña

El Imperial College de Londres, en el Reino Unido, está trabajando en un motor espacial en miniatura que utiliza agua como combustible y que servirá para propulsar los cada vez más numerosos satélites enanos que se lanzan contínuamente al espacio.

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La gran mayoría de los satélites que orbitan la Tierra actualmente tienen un tamaño que está entre un portafolios y un teléfono móvil. Estas pequeñas naves espaciales suelen bajar de los 10 kilos de peso y su reducido tamaño hace que sea muy complicado integrar un sistema de propulsión que funcione con poca energía y con combustibles que no estén presurizados ni sean tóxicos.

El diseño de los investigadores del Imperial College soluciona estos problemas y lo hace empleando un combustible barato, ecológico y muy accesible: el agua. El motor lleva el nombre de Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster (ICE-Cube Thruster) y su longitud es aproximadamente la de una uña. Su cámara de combustión y su tobera apenas miden un milímetro y sólo necesita 20 vatios de corriente eléctrica para funcionar.

Cómo funciona

Según cuentan sus creadores, este pequeño motor lleva incorporado un electrolizador que hace circular una corriente de 20 vatios a través del agua para producir hidrógeno y oxígeno. Estos elementos se introducen en la cámara de combustión para su ignición, lo que genera el suficiente empuje para que los nanosatélites puedan maniobrar.

Según las pruebas realizadas por los investigadores —dentro del Programa General de Apoyo Tecnológico de la la Agencia Espacial Europea (ESA) de reducción de riesgos— el motor generó un empuje de 1,25 milinewtons con un impulso específico de 185 segundos de forma sostenida. Un empuje que es 500 millones de veces menor que el de los motores utilizados en el transbordador espacial, pero que es suficiente como para mantener a la nueva generación de minisatélites en órbita.

El diminuto tamaño del ICE-Cube ha obligado a los investigadores a recurrir a los sistemas microelectro-mecánicos (MEMS), una técnica de nanotecnología que se emplea en la fabricación de las obleas de silicio de los procesadores. “Diseñar un propulsor que funcione a esta escala es un reto único y requiere un planteamiento muy diferente al de los típicos motores de cohete a los que la mayoría de la gente está acostumbrada”, dicen los investigadores.

El equipo del Imperial College asegura que este método de fabricación es escalable y permite producir los minipropulsores en grandes cantidades y a un coste unitario excepcionalmente bajo. Algo que será clave para satisfacer la demanda del mercado de los nanosatélites que está previsto que siga creciendo a buen ritmo en los próximos años.

El peligro de la basura espacial

A finales del pasado junio había 11.330 satélites individuales orbitando la Tierra, según datos de la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Exterior (UNOOSA). Esto supone un aumento del 37,94% desde enero de 2022. Además, la ESA calcula que hay más de 131.000.000 de objetos espaciales inservibles de entre 1 milímetro y 10 centímetros orbitando actualmente alrededor de la Tierra a una velocidad media de 36.000 kilómetros por hora. Estos objetos van desde las etapas de cohetes abandonadas a satélites que ya no están operativos.

Toda esa basura acumulada puede acabar orbitando alrededor de nuestro planeta en grupos y haciendo que la Tierra tenga anillos como los de Saturno, pero hechos de chatarra. Muchos investigadores ya han avisado que esta polución espacial pone en riesgo nuestra capacidad científica, bloqueando la visión de instrumentos como los telescopios, y nuestros sistemas de detección temprana de meteoritos potencialmente peligrosos. También la velocidad de estos proyectiles pone en peligro a nuestros astronautas, sus naves espaciales (como la Estación Espacial Internacional) y a nuestros sistemas de satélites. Muchos de ellos, como los de comunicaciones o los del GPS, vitales para el funcionamiento de nuestra sociedad actual.

Aunque no hay actualmente una solución clara a este problema, ya hay propuestas encima de la mesa. El equipo del profesor Jake Abbott, de la Universidad de Utah, ha diseñado un sistema de imanes que giran en el extremo de unos brazos robóticos creando unas corrientes magnéticas en forma de remolino (corrientes de Foucault) que atrapen los restos de basura espacial. Elon Musk también propuso en su momento convertir su Starship en un comecocos que vaya comiéndose los residuos espaciales a través de su puerta superior.

Aunque otras voces, como la del economista Matthew Burgess, proponen soluciones menos tecnológicas para poner orden en el caos que tenemos ahí arriba. Burgess quiere aplicar una tasa anual por el uso de la órbita y estima que el precio tendría que ser de hasta 235.000 por satélite al año. Esto trasladaría la responsabilidad de mantener el espacio limpio a los operadores y generaría un incremento del valor de los satélites.