El propulsor electrocinético Nano es un sistema de propulsión espacial teórico basado en el principio de la electroósmosis (también flujo electroosmótico). Permite un alto impulso específico y una alta relación empuje -potencia, así como una alta velocidad final, lo que lo hace adecuado para una amplia variedad de aplicaciones. Debido a las dificultades en la producción de los necesarios nanotubos de carbono , las pruebas experimentales aún no han comenzado. [1]
El principio de electroósmosis o flujo electroosmótico crea un flujo de un electrolito a través de un tubo muy pequeño en el rango de nanómetros. Para lograr este flujo hay un cátodo y un ánodo en los extremos del tubo sobre los cuales se aplica un voltaje. Debido a este voltaje, los iones del electrolito almacenado en un depósito conectado directamente al tubo pueden acelerarse y expulsarse. De esta manera la energía eléctrica se transforma en energía cinética . La cantidad de empuje creado por un nanopropulsor está en el rango de micro newton, sin embargo, debido a su tamaño, tiene sentido disponer un gran número en una matriz para lograr suficiente empuje. El empuje, la velocidad de salida de los iones y laEl caudal másico del electrolito está influenciado por el voltaje aplicado , lo que facilita la regulación de esos parámetros. El voltaje aplicado y el valor de pH del electrolito (cantidad de iones que contiene) también varían el equilibrio entre el empuje, la eficiencia y la velocidad de escape máxima (determina la velocidad de vuelo máxima alcanzable). También es teóricamente posible lograr una eficiencia muy alta de casi el 100 % [2] , así como un impulso específico alto y una relación empuje/potencia alta. Este sistema aún no se ha construido ni probado experimentalmente debido a las dificultades con la producción de los nanotubos necesarios para ello. [1]
Los propulsores nanoelectrocinéticos tienen una eficiencia muy alta, un impulso específico, una velocidad de escape y una relación empuje-potencia que los hacen adecuados para una amplia variedad de aplicaciones. Debido al hecho de que un propulsor se compone de una serie de múltiples nanopropulsores, es posible diseñar fácilmente propulsores de todos los tamaños y rangos de empuje. Estas propiedades dan a los propulsores nanoelectrocinéticos un muy buen control de empuje, lo que los hace aplicables a una amplia gama de naves espaciales que van desde propulsores de maniobra para naves espaciales pequeñas, como satélites, hasta el sistema de propulsión principal de naves espaciales interplanetarias o interestelares. Este sistema tampoco requiere protección adicional contra el calor o la radiación.para proteger el resto de la nave espacial que hace que el sistema (sin incluir el compartimiento de combustible) sea liviano en comparación con otros diseños. [1]
La producción de los nanotubos de carbono requeridos es muy costosa y con los métodos de producción actuales, la cantidad de defectos superficiales en los nanotubos de carbono producidos es alta, lo que reduce significativamente la eficiencia y los hace poco confiables. Este diseño también requiere una diferencia de potencial alta en el rango de 300 a 500 voltios, así como un tanque de almacenamiento suficiente para el electrolito líquido necesario, lo que aumenta el peso de todo el sistema. [1]