Nuevo motor de plasma para misiones espaciales

Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han patentado un nuevo motor espacial de plasma capaz de propulsar satélites y vehículos espaciales, con una geometría y configuración de campo magnético que minimizarían las pérdidas en las paredes y su erosión, solucionando así los problemas de eficiencia, durabilidad y restricciones operativas de los motores que actualmente se encuentran en órbita.

 

UC3M / Los motores de plasma existentes hoy en día consumen menos propulsante que los cohetes de combustión química, lo que permite realizar misiones más ligeras y, por tanto, más baratas. Sin embargo, presentan problemas de complejidad y durabilidad: para operar necesitan electrodos metálicos en contacto con el plasma, que con el tiempo se erosionan hasta que el dispositivo deja de funcionar. “Esto limita su eficiencia y su flexibilidad, ya que es complejo modificar su punto de operación sin afectar a los electrodos”, señala Mario Merino, investigador del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

Estos motores cuentan con una cámara de ionización cilíndrica abierta por un extremo, por donde el plasma se acelera gracias a un campo magnético aplicado

Recientemente, se ha desarrollado una nueva familia de motores de plasma sin electrodos que soluciona parte de estos problemas, pero, al tratarse de una tecnología incipiente, añade otros. “Estos motores cuentan con una cámara de ionización cilíndrica abierta por un extremo, por donde el plasma se acelera gracias a un campo magnético aplicado. El hándicap es que el campo magnético también lanza parte del plasma contra la pared trasera de la cámara de ionización, lo que da lugar a pérdidas de eficiencia”, apunta Merino.

El nuevo motor patentado por la UC3M solventa este problema al modificar su diseño: en lugar de una cámara cilíndrica, dispone de una cámara de ionización en forma de “U” y un campo magnético diseñado en concordancia, que minimizaría las pérdidas de plasma en las paredes. “Los dos extremos de la “U” expulsan sendos chorros de plasma con una configuración que hemos bautizado como ‘tobera magnética dual’”, explica Merino.

Este motor resolvería algunos problemas de eficiencia y durabilidad de los motores espaciales ya existentes / UC3M

Este motor resolvería algunos problemas de eficiencia y durabilidad de los motores espaciales ya existentes, y permitiría más flexibilidad de misión al deflectar el chorro de plasma magnéticamente, sin necesidad de usar partes móviles. Además, cubriría las necesidades de propulsión para realizar misiones espaciales entre distintas órbitas terrestres, así como a la Luna o Marte, de una forma más barata, eficiente y duradera.

Referencia bibliográfica: 
M. Merino “Motor espacial de plasma sin electrodos con geometría en U”, Spanish Patent Office, PCT patent ES2733773 (2019)

 

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