Satélites: el yodo utilizado para impulsar naves en el espacio por primera vez

Muchos satélites usan xenón como propulsor para ayudarlos a cambiar de órbita o evitar colisiones, pero el gas es caro; ahora sabemos que el yodo ofrece una alternativa más barata.

Espacio


17 de noviembre de 2021

Sistema de propulsión de yodo

El sistema de propulsión eléctrica de yodo se enciende en una cámara de vacío.

Confía en mi

Un satélite ha sido alimentado con yodo con éxito por primera vez. El yodo funcionó mejor que el propulsor tradicional de elección, el xenón, lo que destaca la utilidad potencial del yodo para futuras misiones espaciales.

Las naves espaciales utilizan sistemas de propulsión para moverse en el espacio, ayudándoles a cambiar de órbita o evitar colisiones, por ejemplo. Una parte clave de los sistemas de propulsión es el propulsor, una sustancia expulsada de la nave espacial para impulsarla hacia adelante.

Actualmente, el xenón es el principal propulsor utilizado en los sistemas de propulsión eléctrica, pero el producto químico es raro y caro de producir. Como gas, el xenón también debe almacenarse a presiones muy altas, lo que requiere un equipo especializado.

El yodo tiene una masa atómica similar al xenón, pero es más abundante y mucho más barato. También se puede almacenar como un sólido sin presión, lo que significa que tiene el potencial de simplificar los diseños de satélites.

Dmytro Rafalskyi a Confía en mi, una empresa de tecnología espacial con sede en Francia, y sus colegas han desarrollado un sistema de propulsión eléctrica que utiliza yodo.

El sistema de propulsión primero calienta un bloque sólido de yodo, convirtiéndolo en gas. El gas es bombardeado con electrones de alta velocidad, lo que lo convierte en un plasma de iones de yodo y electrones libres. El hardware cargado negativamente acelera los iones de yodo cargados positivamente del plasma hacia el escape del sistema e impulsa la nave espacial hacia adelante.

El equipo probó este sistema de propulsión en el espacio en un pequeño satélite CubeSat de 20 kilogramos. El satélite se lanzó a bordo de un cohete el 6 de noviembre de 2020 y se puso en órbita a una altitud de 480 kilómetros. El equipo operó con éxito el sistema 11 veces en una serie de pequeñas maniobras hasta el 28 de febrero de 2021.

El grupo descubrió que el sistema de yodo superó ligeramente a los sistemas de xenón, con una mayor eficiencia energética general, lo que demuestra la viabilidad del yodo como propulsor.

“Si queremos una exploración espacial sostenible, donde no creamos tanta basura espacial como hoy, necesitamos instalar sistemas de propulsión en todos los satélites, incluso en los más pequeños”, dice Rafalskyi. Esto podría permitir que un satélite regrese a la Tierra en lugar de permanecer en órbita al final de su vida, dice, y «parece que el yodo es una de las formas de alcanzar ese objetivo».

Hay algunas dificultades con el yodo que deben abordarse, dice Rafalskyi. Por ejemplo, el yodo reacciona con la mayoría de los metales, por lo que el equipo tuvo que usar cerámica y polímeros para proteger partes del sistema de propulsión. Además, el yodo sólido tarda unos 10 minutos en convertirse en plasma, que puede no proporcionar un propulsor lo suficientemente rápido para maniobras de emergencia para evitar colisiones en órbita.

Referencia de la revista: Naturaleza, DOI: 10.1038/s41586-021-04015-y

Suscríbase a Lost in Space-Time, un boletín mensual gratuito sobre la rareza de la realidad

Más sobre estos temas: