Propulsión eléctrica que respira en la atmósfera
La propulsión eléctrica que respira en la atmósfera , o propulsión eléctrica que respira aire , en breve ABEP, [1] es una tecnología de propulsión para naves espaciales , que podría permitir la generación de empuje en órbitas bajas sin necesidad de propulsor a bordo, mediante el uso de gases residuales en la atmósfera. como propulsor. La propulsión eléctrica que respira en la atmósfera podría hacer factible una nueva clase de misiones de órbita baja de larga duración.
El concepto está siendo investigado actualmente por la Agencia Espacial Europea (ESA) [2] y el proyecto DISCOVERER financiado por la UE . [3] Los propulsores eléctricos convencionales de última generación no pueden mantener el vuelo a bajas altitudes por más de 2 años, [ 4] debido a la limitación en el almacenamiento de propulsor y en la cantidad de empuje generado, lo que obliga al la órbita de la nave espacial a decaer. La ESA anunció oficialmente la primera demostración en tierra exitosa del prototipo RAM-EP en marzo de 2018. [5]
Un ABEP está compuesto por una toma y un propulsor eléctrico: como propulsor se utilizan gases enrarecidos que son responsables del arrastre en órbita terrestre baja (LEO) y en órbita terrestre baja y muy baja (VLEO) . [6] [7] Idealmente, esta tecnología permitiría a los S/C orbitar a altitudes muy bajas (< 400 km alrededor de la Tierra) sin necesidad de propulsor a bordo, lo que permitiría misiones de mayor duración en una nueva sección de las altitudes de la atmósfera. Esta ventaja hace que la tecnología sea de interés para misiones científicas, servicios de vigilancia militar y civil, así como servicios de comunicación de latencia incluso más baja que Starlink.
Se utilizará una entrada especial para recoger las moléculas de gas y dirigirlas al propulsor. Luego, las moléculas serán ionizadas por el propulsor y expulsadas de la etapa de aceleración a una velocidad muy alta, generando empuje. La energía eléctrica necesaria puede ser proporcionada por los mismos subsistemas de energía desarrollados para los sistemas de propulsión eléctrica reales, probablemente una combinación de paneles solares y baterías, aunque se pueden considerar otros tipos de subsistemas de energía eléctrica. Un ABEP podría extender la vida útil de los satélites en LEO y VLEO al compensar la resistencia atmosférica durante su tiempo de operación. La altitud para un ABEP en órbita terrestre se puede optimizar entre 120 y 250 km. [8]Esta tecnología también podría utilizarse en cualquier planeta con atmósfera, si el propulsor puede procesar otros propulsores y si la fuente de energía puede proporcionar la energía requerida, por ejemplo, suficiente irradiación solar para los paneles solares, como Marte y Venus , de lo contrario, otra energía eléctrica. se deben implementar subsistemas como un reactor nuclear espacial o un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), por ejemplo, para una misión alrededor de Titán .
El RAM-EP de la ESA, diseñado y desarrollado por SITAEL en Italia , se probó por primera vez en laboratorio en mayo de 2017. [9] [10] [11]
El Instituto de Sistemas Espaciales de la Universidad de Stuttgart está desarrollando la entrada y el propulsor, este último es el propulsor de plasma (IPT) basado en helicones de RF [12] , [13] que se encendió por primera vez en marzo de 2020, véase el comunicado de prensa del IRS Uni Stuttgart . Dicho dispositivo tiene la principal ventaja de que no hay componentes en contacto directo con el plasma, lo que minimiza la degradación del rendimiento con el tiempo debido a la erosión de los propulsores agresivos, como el oxígeno atómico en VLEO, y no requiere un neutralizador. La admisión y el propulsor se desarrollan dentro del proyecto DISCOVERER EU H2020 .
