Propulsión de naves espaciales

Método utilizado para acelerar naves espaciales

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Una cámara remota captura una vista de cerca de un RS-25 durante un disparo de prueba en el Centro Espacial John C. Stennis en el condado de Hancock, Mississippi .

Motores de cohetes bipropelentes del sistema de control de reacción del módulo lunar Apollo (RCS)

La propulsión de naves espaciales es cualquier método utilizado para acelerar naves espaciales y satélites artificiales . La propulsión en el espacio se ocupa exclusivamente de los sistemas de propulsión utilizados en el vacío del espacio y no debe confundirse con el lanzamiento espacial o la entrada atmosférica .

Se han desarrollado varios métodos de propulsión pragmática de naves espaciales, cada uno con sus propios inconvenientes y ventajas. La mayoría de los satélites tienen propulsores químicos simples y confiables (a menudo cohetes monopropulsores ) o cohetes resistojet para mantener la posición orbital y algunos usan ruedas de impulso para el control de actitud . Los satélites del bloque soviético han usado propulsión eléctrica durante décadas, y las nuevas naves espaciales occidentales en órbita geográfica están comenzando a usarlos para el mantenimiento de la posición norte-sur y la elevación de la órbita. Los vehículos interplanetarios también utilizan principalmente cohetes químicos, aunque algunos han utilizado propulsores de iones y propulsores de efecto Hall.(dos tipos diferentes de propulsión eléctrica ) con gran éxito.

Las tecnologías de propulsión en el espacio hipotéticas describen las tecnologías de propulsión que podrían satisfacer las necesidades futuras de exploración y ciencia espacial . Estas tecnologías de propulsión están destinadas a proporcionar una exploración eficaz de nuestro Sistema Solar y permitirán a los diseñadores de misiones planificar misiones para "volar en cualquier momento y en cualquier lugar, y completar una serie de objetivos científicos en los destinos" y con mayor fiabilidad y seguridad. Con una amplia gama de posibles misiones y tecnologías de propulsión candidatas, la cuestión de qué tecnologías son "mejores" para misiones futuras es difícil. Se debe desarrollar una cartera de tecnologías de propulsión para proporcionar soluciones óptimas para un conjunto diverso de misiones y destinos. ^{[1] [2] [3]}

Objeto y función

La propulsión en el espacio comienza donde termina la etapa superior del vehículo de lanzamiento ; desempeñando las funciones de propulsión primaria , control de reacción , mantenimiento de posición , puntería de precisión y maniobras orbitales . Los principales motores utilizados en el espacio proporcionan la fuerza de propulsión principal de la órbita de transferencia , las trayectorias planetarias y extra de aterrizaje planetario y ascenso. Los sistemas de control de reacción y maniobras orbitales proporcionan la fuerza propulsora para el mantenimiento de la órbita, el control de posición, el mantenimiento de la posición y el control de actitud de la nave espacial. ^{[4] [2] [3]}

Cuando está en el espacio, el propósito de un sistema de propulsión es cambiar la velocidad, ov , de una nave espacial. Debido a que esto es más difícil para las naves espaciales más masivas, los diseñadores generalmente discuten el rendimiento de las naves espaciales en la cantidad de cambio en el impulso por unidad de propulsor consumido, también llamado impulso específico . ^[5] Cuanto mayor sea el impulso específico, mejor será la eficiencia. Los motores de propulsión iónica tienen un impulso específico alto (~ 3000 s) y un empuje bajo ^[6], mientras que los cohetes químicos como los motores de cohetes monopropulsores o bipropelentes tienen un impulso específico bajo (~ 300 s) pero un empuje alto. ^[7]

Al lanzar una nave espacial desde la Tierra, un método de propulsión debe superar una atracción gravitacional más alta para proporcionar una aceleración neta positiva. ^[8] En órbita, cualquier impulso adicional, incluso muy pequeño, resultará en un cambio en la trayectoria de la órbita.

1) Progrado / Retrógrado (es decir, aceleración en la dirección tangencial / opuesta en la dirección tangencial) - Aumenta / Disminuye la altitud de la órbita

2) Perpendicular al plano orbital - Cambia la inclinación orbital

La tasa de cambio de velocidad se llama aceleración y la tasa de cambio de momento se llama fuerza . Para alcanzar una velocidad dada, se puede aplicar una pequeña aceleración durante un largo período de tiempo, o se puede aplicar una gran aceleración durante un corto período de tiempo. De manera similar, se puede lograr un impulso dado con una gran fuerza en poco tiempo o con una pequeña fuerza durante mucho tiempo. Esto significa que para maniobrar en el espacio, un método de propulsión que produce pequeñas aceleraciones pero funciona durante mucho tiempo puede producir el mismo impulso que un método de propulsión que produce grandes aceleraciones durante un corto período de tiempo. Cuando se lanza desde un planeta, las pequeñas aceleraciones no pueden superar la atracción gravitacional del planeta y, por lo tanto, no se pueden utilizar.

La superficie de la Tierra está situada a bastante profundidad en un pozo de gravedad . La velocidad de escape necesaria para salir es de 11,2 kilómetros / segundo. Como los seres humanos evolucionaron en un campo gravitacional de 1 g (9,8 m / s²), un sistema de propulsión ideal para los vuelos espaciales humanos sería uno que proporcione una aceleración continua de 1 g (aunque los cuerpos humanos pueden tolerar aceleraciones mucho mayores en períodos cortos). Los ocupantes de un cohete o nave espacial que tenga dicho sistema de propulsión estarían libres de todos los efectos nocivos de la caída libre , como náuseas, debilidad muscular, disminución del sentido del gusto o filtración de calcio de sus huesos.

La ley de conservación del impulso significa que para que un método de propulsión cambie el impulso de una nave espacial también debe cambiar el impulso de otra cosa. Algunos diseños aprovechan cosas como los campos magnéticos o la presión ligera para cambiar el impulso de la nave espacial, pero en el espacio libre el cohete debe traer algo de masa para acelerar y empujarse hacia adelante. Esta masa se llama masa de reacción .

Para que un cohete funcione, necesita dos cosas: masa de reacción y energía. El impulso proporcionado por el lanzamiento de una partícula de masa de reacción que tiene masa m a una velocidad v es mv . Pero esta partícula tiene energía cinética mv ² / 2, que debe provenir de algún lugar. En un cohete convencional sólido , líquido o híbrido , el combustible se quema, proporcionando la energía, y los productos de reacción se dejan fluir hacia atrás, proporcionando la masa de reacción. En un propulsor de iones , la electricidad se utiliza para acelerar los iones hacia atrás. Aquí alguna otra fuente debe proporcionar la energía eléctrica (tal vez un panel solar o unreactor nuclear ), mientras que los iones proporcionan la masa de reacción. ^[8]

Cuando se habla de la eficiencia de un sistema de propulsión, los diseñadores a menudo se centran en utilizar eficazmente la masa de reacción. La masa de reacción debe llevarse junto con el cohete y se consume irremediablemente cuando se usa. Una forma de medir la cantidad de impulso que se puede obtener de una cantidad fija de masa de reacción es el impulso específico , el impulso por unidad de peso en la Tierra (generalmente designado por ). La unidad de este valor es segundos. Debido a que el peso en la Tierra de la masa de reacción a menudo no es importante cuando se habla de vehículos en el espacio, el impulso específico también se puede discutir en términos de impulso por unidad de masa. Esta forma alternativa de impulso específico utiliza las mismas unidades que la velocidad (por ejemplo, m / s) y, de hecho, es igual a la velocidad de escape efectiva del motor (normalmente designado${\displaystyle I_{\text{sp}}}$${\displaystyle v_{e}}$). De manera confusa, ambos valores a veces se denominan impulso específico. Los dos valores se diferencian por un factor de g n , la aceleración estándar debida a la gravedad 9.80665 m / s² ( ).${\displaystyle I_{\text{sp}}g_{\mathrm {n} }=v_{e}}$

Un cohete con una alta velocidad de escape puede lograr el mismo impulso con menos masa de reacción. Sin embargo, la energía requerida para ese impulso es proporcional a la velocidad de escape, por lo que los motores más eficientes en masa requieren mucha más energía y, por lo general, son menos eficientes energéticamente. Esto es un problema si el motor debe proporcionar una gran cantidad de empuje. Para generar una gran cantidad de impulso por segundo, debe utilizar una gran cantidad de energía por segundo. Por lo tanto, los motores de alta eficiencia de masa requieren enormes cantidades de energía por segundo para producir grandes empujes. Como resultado, la mayoría de los diseños de motores de alta eficiencia de masa también proporcionan un menor empuje debido a la falta de disponibilidad de grandes cantidades de energía.

La propulsión en el espacio representa tecnologías que pueden mejorar significativamente varios aspectos críticos de la misión. La exploración espacial se trata de llegar a un lugar seguro (habilitación de la misión), llegar rápidamente (tiempos de tránsito reducidos), obtener mucha masa allí (mayor masa de carga útil ) y llegar a un lugar económico (menor costo). El simple acto de "llegar" allí requiere el empleo de un sistema de propulsión en el espacio, y las otras métricas son modificadores de esta acción fundamental. ^{[4] [3]}

El desarrollo de tecnologías dará como resultado soluciones técnicas que mejoren los niveles de empuje, Isp, potencia, masa específica (o potencia específica), volumen, masa del sistema, complejidad del sistema, complejidad operativa, similitud con otros sistemas de naves espaciales, capacidad de fabricación, durabilidad y costo. Este tipo de mejoras producirán menores tiempos de tránsito, mayor masa de carga útil, naves espaciales más seguras y menores costos. En algunos casos, el desarrollo de tecnologías dentro de esta área de tecnología (TA) dará como resultado avances que permitirán la misión y que revolucionarán la exploración espacial. No existe una tecnología de propulsión única que beneficie a todas las misiones o tipos de misiones. Los requisitos para la propulsión en el espacio varían ampliamente debido a su aplicación prevista. Las tecnologías descritas deberían admitir todo, desde pequeños satélites y exploración robótica del espacio profundo hasta estaciones espaciales ymisiones humanas a aplicaciones de Marte . ^{[4] [3]}

Definición de tecnologías

Además, el término "atracción de la misión" define una tecnología o una característica de rendimiento necesaria para cumplir con los requisitos de una misión planificada de la NASA. Cualquier otra relación entre una tecnología y una misión (un sistema de propulsión alternativo, por ejemplo) se clasifica como "impulso tecnológico". Además, una demostración espacial se refiere al vuelo espacial de una versión a escala de una tecnología en particular o de un subsistema de tecnología crítica. Por otro lado, una validación espacial serviría como vuelo de calificación para la implementación futura de la misión. Un vuelo de validación exitoso no requeriría ninguna prueba espacial adicional de una tecnología en particular antes de que pueda ser adoptada para una misión científica o de exploración. ^[4]

Dominios operativos

Las naves espaciales operan en muchas áreas del espacio. Estos incluyen maniobras orbitales, viajes interplanetarios y viajes interestelares.

Orbital

Artículo principal: Mecánica orbital

Los satélites artificiales se lanzan primero a la altitud deseada mediante cohetes convencionales de propulsión líquida / sólida, después de lo cual el satélite puede utilizar sistemas de propulsión a bordo para el mantenimiento de la estación orbital. Una vez en la órbita deseada, a menudo necesitan algún tipo de control de actitud para que apunten correctamente con respecto a la Tierra , el Sol y posiblemente algún objeto astronómico de interés. ^[9] También están sujetos al arrastre de la fina atmósfera , por lo que para permanecer en órbita durante un largo período de tiempo, ocasionalmente es necesario algún tipo de propulsión para hacer pequeñas correcciones ( mantenimiento de la posición orbital ).^[10] Muchos satélites deben moverse de una órbita a otra de vez en cuando, y esto también requiere propulsión. ^[11] La vida útil de un satélite suele terminar una vez que ha agotado su capacidad para ajustar su órbita.

Interplanetario

Artículo principal: Vuelo espacial interplanetario

Para viajes interplanetarios , una nave espacial puede usar sus motores para salir de la órbita de la Tierra. No es explícitamente necesario ya que el impulso inicial dado por el cohete, el tirachinas de gravedad, el sistema de propulsión de control de actitud monopropelente / bipropelente son suficientes para la exploración del sistema solar (ver Nuevos Horizontes ). Una vez que lo haya hecho, de alguna manera debe llegar a su destino. Las naves espaciales interplanetarias actuales hacen esto con una serie de ajustes de trayectoria a corto plazo. ^[12] Entre estos ajustes, la nave espacial simplemente se mueve a lo largo de su trayectoria con una velocidad constante. El medio más eficiente en combustible para pasar de una órbita circular a otra es con una órbita de transferencia de Hohmann.: la nave espacial comienza en una órbita aproximadamente circular alrededor del Sol. Un breve período de empuje en la dirección del movimiento acelera o desacelera la nave espacial en una órbita elíptica alrededor del Sol que es tangencial a su órbita anterior y también a la órbita de su destino. La nave cae libremente a lo largo de esta órbita elíptica hasta llegar a su destino, donde otro breve período de empuje la acelera o desacelera para igualar la órbita de su destino. ^[13] A veces se utilizan métodos especiales como el aerofrenado o la aerocaptura para este ajuste orbital final. ^[14]

Concepto artístico de una vela solar

Algunos métodos de propulsión de naves espaciales, como las velas solares, proporcionan un empuje muy bajo pero inagotable; ^[15] un vehículo interplanetario que utiliza uno de estos métodos seguiría una trayectoria bastante diferente, ya sea empujando constantemente en contra de su dirección de movimiento para disminuir su distancia del Sol o empujando constantemente a lo largo de su dirección de movimiento para aumentar su distancia del Sol. . El concepto ha sido probado con éxito por la nave espacial japonesa de vela solar IKAROS .

Interestelar

Artículo principal: viaje interestelar

Aún no se ha construido ninguna nave espacial capaz de realizar viajes interestelares de corta duración (en comparación con la vida humana) , pero se han discutido muchos diseños hipotéticos. Debido a que las distancias interestelares son muy grandes, se necesita una velocidad tremenda para llevar una nave espacial a su destino en un período de tiempo razonable. Adquirir tal velocidad en el lanzamiento y deshacerse de ella al llegar sigue siendo un desafío formidable para los diseñadores de naves espaciales. ^[dieciséis]

Tecnología de propulsión

Las áreas de tecnología se dividen en cuatro grupos básicos: (1) propulsión química, (2) propulsión no química, (3) tecnologías de propulsión avanzadas y (4) tecnologías de apoyo; basado en la física del sistema de propulsión y cómo deriva el empuje, así como su madurez técnica. Además, puede haber conceptos meritorios y creíbles de propulsión en el espacio que no se previeron ni revisaron en el momento de la publicación, y que podrían resultar beneficiosos para futuras aplicaciones de misiones. ^[17]

Propulsión química

Una gran parte de los motores de cohetes que se utilizan en la actualidad son cohetes químicos ; es decir, obtienen la energía necesaria para generar empuje mediante reacciones químicas para crear un gas caliente que se expande para producir empuje . Una limitación significativa de la propulsión química es que tiene un impulso específico relativamente bajo (Isp), que es la relación entre el empuje producido y la masa de propelente necesaria a una cierta tasa de flujo . ^[4]

El propulsor de iones NSTAR de 2,3 kW de la NASA para la nave espacial Deep Space 1 durante una prueba de fuego caliente en el Laboratorio de Propulsión a Chorro.

Se puede obtener una mejora significativa (por encima del 30%) en el impulso específico utilizando propelentes criogénicos , como oxígeno líquido e hidrógeno líquido , por ejemplo. Históricamente, estos propulsores no se han aplicado más allá de las etapas superiores . Además, numerosos conceptos de tecnologías avanzadas de propulsión, como la propulsión eléctrica , se utilizan comúnmente para el mantenimiento de estaciones en satélites de comunicaciones comerciales y para la propulsión principal en algunas misiones espaciales científicas.porque tienen valores significativamente más altos de impulso específico. Sin embargo, generalmente tienen valores de empuje muy pequeños y, por lo tanto, deben operarse durante períodos prolongados para proporcionar el impulso total requerido por una misión. ^{[4] [18] [19] [20]}

Varias de estas tecnologías ofrecen un rendimiento significativamente mejor que el que se puede lograr con la propulsión química.

El Centro de Investigación Glenn tiene como objetivo desarrollar tecnologías de propulsión primaria que podrían beneficiar a las misiones científicas a corto y medio plazo al reducir los costos, la masa y / o los tiempos de viaje. Las arquitecturas de propulsión de particular interés para el GRC son los sistemas de propulsión eléctrica , como los propulsores Ion y Hall . Un sistema combina velas solares , una forma de propulsión sin propulsor que se basa en la luz de las estrellas de origen natural para la energía de propulsión, y propulsores Hall. Otras tecnologías de propulsión que se están desarrollando incluyen la propulsión química avanzada y la aerocaptura. ^{[3] [21] [22]}

Motores de reacción

Artículo principal: motor de reacción

Los motores de reacción producen empuje expulsando la masa de reacción , de acuerdo con la tercera ley de movimiento de Newton . Esta ley del movimiento se parafrasea más comúnmente como: "Para cada fuerza de acción hay una fuerza de reacción igual, pero opuesta".

Los ejemplos incluyen motores a reacción , motores de cohetes , bombas de chorro y variaciones más poco comunes, como propulsores de efecto Hall , motores de iones , motores de masa y propulsión de pulso nuclear .

Motores de cohetes

Artículo principal: motor de cohete

SpaceX 's motor Kestrel se prueba

La mayoría de los motores de cohetes son motores térmicos de combustión interna (aunque existen formas no combustibles). Los motores de cohetes generalmente producen una masa de reacción a alta temperatura, como un gas caliente. Esto se logra mediante la combustión de un combustible sólido, líquido o gaseoso con un oxidante dentro de una cámara de combustión. A continuación, se deja escapar el gas extremadamente caliente a través de una boquilla de alta relación de expansión . Esta boquilla en forma de campana es lo que le da a un motor cohete su forma característica. El efecto de la boquilla es acelerar drásticamente la masa, convirtiendo la mayor parte de la energía térmica en energía cinética. Son comunes las velocidades de escape que alcanzan hasta 10 veces la velocidad del sonido al nivel del mar.

Los motores de cohete proporcionan esencialmente los poderes específicos más altos y los empujes específicos más altos de cualquier motor utilizado para la propulsión de naves espaciales.

Los cohetes de propulsión de iones pueden calentar un plasma o gas cargado dentro de una botella magnética y liberarlo a través de una boquilla magnética , de modo que ninguna materia sólida tenga que entrar en contacto con el plasma. Por supuesto, la maquinaria para hacer esto es compleja, pero la investigación sobre la fusión nuclear ha desarrollado métodos, algunos de los cuales se han propuesto para su uso en sistemas de propulsión, y otros se han probado en un laboratorio.

Consulte Motor de cohete para obtener una lista de varios tipos de motores de cohete que utilizan diferentes métodos de calentamiento, incluidos químicos, eléctricos, solares y nucleares.

Propulsión no química

Propulsión electromagnética

Este motor de prueba acelera los iones utilizando fuerzas electrostáticas.

Artículo principal: propulsión de naves espaciales con propulsión eléctrica

En lugar de depender de la alta temperatura y la dinámica de fluidos para acelerar la masa de reacción a altas velocidades, existe una variedad de métodos que utilizan fuerzas electrostáticas o electromagnéticas para acelerar la masa de reacción directamente. Por lo general, la masa de reacción es una corriente de iones . Un motor de este tipo normalmente utiliza energía eléctrica, primero para ionizar átomos y luego para crear un gradiente de voltaje para acelerar los iones a altas velocidades de escape.

La idea de la propulsión eléctrica se remonta a 1906, cuando Robert Goddard consideró la posibilidad en su cuaderno personal. ^[23] Konstantin Tsiolkovsky publicó la idea en 1911.

Para estas unidades, a las velocidades de escape más altas, la eficiencia energética y el empuje son todos inversamente proporcionales a la velocidad de escape. Su velocidad de escape muy alta significa que requieren grandes cantidades de energía y, por lo tanto, con fuentes de energía prácticas, proporcionan un empuje bajo, pero apenas usan combustible.

Para algunas misiones, particularmente razonablemente cerca del Sol, la energía solar puede ser suficiente, y se ha utilizado con mucha frecuencia, pero para otras más alejadas o con mayor potencia, la energía nuclear es necesaria; Los motores que obtienen su energía de una fuente nuclear se denominan cohetes eléctricos nucleares .

Con cualquier fuente actual de energía eléctrica, química, nuclear o solar, la cantidad máxima de energía que se puede generar limita la cantidad de empuje que se puede producir a un valor pequeño. La generación de energía agrega una masa significativa a la nave espacial y, en última instancia, el peso de la fuente de energía limita el rendimiento del vehículo.

Los generadores de energía nuclear actuales pesan aproximadamente la mitad del peso de los paneles solares por vatio de energía suministrada, a distancias terrestres del Sol. Los generadores de energía química no se utilizan debido a que la energía total disponible es mucho menor. La energía transmitida a la nave espacial muestra cierto potencial.

Propulsor Hall de 6 kW en funcionamiento en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA .

Algunos métodos electromagnéticos:

• Propulsores de iones (primero aceleran los iones y luego neutralizan el haz de iones con una corriente de electrones emitida por un cátodo llamado neutralizador)
  • Propulsor de iones electrostáticos
  • Propulsor de iones con rejilla
  • Propulsión eléctrica por emisión de campo
  • MagBeam
  • Propulsor de efecto Hall
  • Propulsor coloide
• Propulsores electrotérmicos (los campos electromagnéticos se utilizan para generar un plasma para aumentar el calor del propulsor a granel, la energía térmica impartida al gas propulsor se convierte luego en energía cinética mediante una boquilla de construcción de material físico o por medios magnéticos)
  • Chorro de arco de CC
  • Chorro de arco de microondas
  • Propulsor de doble capa Helicon
• Propulsores electromagnéticos (los iones son acelerados por la Fuerza de Lorentz o por el efecto de campos electromagnéticos donde el campo eléctrico no está en la dirección de la aceleración)
  • Motor de propulsión de plasma
  • Propulsor magnetoplasmadynamic
  • Propulsor de plasma sin electrodos
  • Propulsor inductivo pulsado
  • Propulsor de plasma pulsado
  • Cohete de magnetoplasma de impulso específico variable (VASIMR)
  • Propulsor de arco de vacío
• Conductores de masa (para propulsión)

En los propulsores electrotérmicos y electromagnéticos, tanto los iones como los electrones se aceleran simultáneamente, no se requiere neutralizador.

Sin masa de reacción interna

Estudio de la NASA de una vela solar. La vela tendría medio kilómetro de ancho.

La ley de conservación de la cantidad de movimiento suele implicar que cualquier motor que no utilice masa de reacción no puede acelerar el centro de masa de una nave espacial (por otro lado, es posible cambiar de orientación). Pero el espacio no está vacío, especialmente el espacio dentro del Sistema Solar; hay campos de gravitación, campos magnéticos , ondas electromagnéticas , viento solar y radiación solar. Se sabe que las ondas electromagnéticas en particular contienen impulso, a pesar de no tener masa; específicamente, la densidad de flujo de momento P de una onda EM es cuantitativamente 1 / c ^ 2 veces el vector de Poynting S , es decir, P = S/ c ^ 2, donde c es la velocidad de la luz. Los métodos de propulsión de campo que no se basan en la masa de reacción deben intentar aprovechar este hecho acoplándose a un campo portador de impulso, como una onda electromagnética, que existe en las proximidades de la nave. Sin embargo, debido a que muchos de estos fenómenos son de naturaleza difusa, las estructuras de propulsión correspondientes deben ser proporcionalmente grandes. ^{[ investigación original? ]}

Hay varias unidades espaciales diferentes que necesitan poca o ninguna masa de reacción para funcionar. Un sistema de propulsión con correa emplea un cable largo con una alta resistencia a la tracción para cambiar la órbita de una nave espacial, por ejemplo, mediante la interacción con el campo magnético de un planeta o mediante el intercambio de impulso con otro objeto. ^[24] Las velas solares dependen de la presión de radiación de la energía electromagnética, pero requieren una gran superficie de recolección para funcionar de manera eficaz. La vela magnética desvía las partículas cargadas del viento solar con un campo magnético, impartiendo impulso a la nave espacial. Una variante es la propulsión de plasma mini-magnetosférico.sistema, que utiliza una pequeña nube de plasma contenida en un campo magnético para desviar las partículas cargadas del Sol. Una vela E usaría cables muy delgados y livianos que sostienen una carga eléctrica para desviar estas partículas y puede tener una direccionalidad más controlable.

Como prueba de concepto, NanoSail-D se convirtió en el primer nanosatélite en orbitar la Tierra . ^[25] En agosto de 2017, la NASA confirmó que el proyecto de velas solares Sunjammer se concluyó en 2014 con lecciones aprendidas para futuros proyectos de velas espaciales. ^[26] Cubesail será la primera misión en demostrar la navegación solar en órbita terrestre baja, y la primera misión en demostrar el control total de actitud de tres ejes de una vela solar. ^[27]

Japón también lanzó su propia nave espacial IKAROS impulsada por velas solares en mayo de 2010. IKAROS demostró con éxito la propulsión y la guía y todavía está volando hoy.

Un satélite u otro vehículo espacial está sujeto a la ley de conservación del momento angular , que limita a un cuerpo a sufrir un cambio neto en la velocidad angular . Por tanto, para que un vehículo cambie su orientación relativa sin gastar masa de reacción, otra parte del vehículo puede girar en la dirección opuesta. Las fuerzas externas no conservadoras, principalmente gravitacionales y atmosféricas, pueden contribuir hasta varios grados por día al momento angular, ^[28] por lo que los sistemas secundarios están diseñados para "purgar" energías rotacionales no deseadas acumuladas con el tiempo. En consecuencia, muchas naves espaciales utilizan ruedas de reacción o giroscopios de momento de control.para controlar la orientación en el espacio. ^[29]

Una honda gravitacional puede llevar una sonda espacial hacia otros destinos sin el gasto de masa de reacción. Aprovechando la energía gravitacional de otros objetos celestes, la nave espacial puede captar energía cinética. ^[30] Sin embargo, se puede obtener aún más energía de la asistencia de gravedad si se utilizan cohetes.

La propulsión por haz es otro método de propulsión sin masa de reacción. La propulsión con vigas incluye velas impulsadas por láser , microondas o rayos de partículas.

Tecnología de propulsión avanzada

Las tecnologías de propulsión avanzadas, y en algunos casos teóricas, pueden utilizar la física química o no química para producir empuje, pero generalmente se considera que tienen una madurez técnica más baja y desafíos que no se han superado. ^[31] Tanto para la exploración humana como para la robótica, atravesar el sistema solar es una lucha contra el tiempo y la distancia. Los planetas más distantes están entre 4.5 y 6 mil millones de kilómetros del Sol y para llegar a ellos en un tiempo razonable se requieren sistemas de propulsión mucho más capaces que los cohetes químicos convencionales. Las misiones rápidas del sistema solar interior con fechas de lanzamiento flexibles son difíciles y requieren sistemas de propulsión que están más allá del estado actual de la técnica actual. La logística y, por lo tanto, la masa total del sistema necesaria para respaldar la exploración humana sostenida más allá de la Tierra hacia destinos como la Luna, Marte u Objetos Cercanos a la Tierra, son desalentadoras a menos que se desarrollen y utilicen tecnologías de propulsión en el espacio más eficientes. ^{[32] [33]}

Concepción artística de un diseño de impulsión warp

Se ha considerado una variedad de técnicas de propulsión hipotéticas que requieren una comprensión más profunda de las propiedades del espacio, particularmente los marcos inerciales y el estado de vacío . Hasta la fecha, estos métodos son muy especulativos e incluyen:

• Nave espacial agujero negro
• Vela diferencial
• Blindaje gravitacional
• Propulsión de campo
• Impulsión diametral
• Unidad de disyunción
• Pitch drive
• Impulsión de sesgo
• Cohete de fotones
• Propulsor de vacío cuántico
• Propulsor nano electrocinético
• Impulso sin reacción
  • Unidad de Abraham-Minkowski
  • Paseo Alcubierre
  • Dean drive
  • EmDrive
  • Teoría de heim
  • Efecto Woodward
  • Motor de inercia Thornson (TIE)
  • Propulsor inercial giroscópico (GIT)

Una evaluación de la NASA de su Breakthrough Propulsion Physics Program divide tales propuestas en aquellas que no son viables para propósitos de propulsión, aquellas que tienen un potencial incierto y aquellas que no son imposibles según las teorías actuales. ^[34]

Tabla de métodos

A continuación se muestra un resumen de algunas de las tecnologías probadas más populares, seguidas de métodos cada vez más especulativos.

Se muestran cuatro números. La primera es la velocidad de escape efectiva : la velocidad equivalente a la que el propulsor abandona el vehículo. Ésta no es necesariamente la característica más importante del método de propulsión; El empuje y el consumo de energía y otros factores pueden serlo. Sin emabargo:

• si el delta-v es mucho mayor que la velocidad de escape, entonces son necesarias cantidades exorbitantes de combustible (consulte la sección de cálculos, más arriba)
• si es mucho más que delta-v, entonces, se necesita proporcionalmente más energía; si la potencia es limitada, como con la energía solar, esto significa que el viaje toma un tiempo proporcionalmente más largo

El segundo y el tercero son las cantidades típicas de empuje y los tiempos de combustión típicos del método. Fuera de un potencial gravitacional, pequeñas cantidades de empuje aplicadas durante un período prolongado producirán el mismo efecto que grandes cantidades de empuje durante un período corto. (Este resultado no se aplica cuando el objeto está significativamente influenciado por la gravedad).

El cuarto es el delta-v máximo que puede dar esta técnica (sin estadificación). Para los sistemas de propulsión tipo cohete, esto es una función de la fracción de masa y la velocidad de escape. La fracción de masa para sistemas similares a cohetes generalmente está limitada por el peso del sistema de propulsión y el peso del tanque. Para que un sistema logre este límite, normalmente la carga útil puede necesitar ser un porcentaje insignificante del vehículo, por lo que el límite práctico en algunos sistemas puede ser mucho menor.

Métodos de propulsión

Método	Velocidad de escape efectiva (km / s)	Empuje (N)	Duración de la cocción	Delta-v máximo (km / s)	Nivel de preparación tecnológica
Cohete de combustible sólido	<2,5	<10 7	Minutos	7	9 : Vuelo probado
Cohete híbrido	<4		Minutos	> 3	9 : Vuelo probado
Cohete monopropulsor	1-3 [35]	0,1 - 400 [35]	Milisegundos - minutos	3	9 : Vuelo probado
Cohete de combustible líquido	<4,4	<10 7	Minutos	9	9 : Vuelo probado
Propulsor de iones electrostáticos	15 - 210 [36] [ cita completa necesaria ]		Meses - años	> 100	9 : Vuelo probado
Propulsor de efecto Hall (HET)	hasta 50 [37]		Meses - años	> 100	9 : Vuelo probado [38]
Cohete Resistojet	2-6	10 -2 - 10	Minutos	?	8 : Vuelo calificado [39]
Cohete Arcjet	4 - 16	10 -2 - 10	Minutos	?	8 : Vuelo calificado [ cita requerida ]
Propulsión eléctrica por emisión de campo (FEEP)	100 [40] - 130	10 -6 - 10 -3 [40]	Meses - años	?	8 : Vuelo calificado [40]
Propulsor de plasma pulsado (PPT)	20	0,1	80 - 400 días	?	7 : Prototipo demostrado en el espacio
Cohete de propulsión de modo dual	1 - 4,7	0,1 - 10 7	Milisegundos - minutos	3-9	7 : Prototipo demostrado en el espacio
Velas solares	299 792 , ligero	9,08 / km 2 en 1  AU 908 / km 2 a 0,1 AU 10 -10 / km 2 a 4 ly	Indefinido	> 40	9: Vuelo probado con control de actitud a presión ligera 6: Modelo, 196 m 2 1,12 mN 400 m / s delta-v demostrado en el espacio interplanetario [41]
Cohete tripropelente	2.5 - 5.3 [ cita requerida ]	0,1 - 10 7 [ cita requerida ]	Minutos	9	6 : Prototipo demostrado en tierra [42]
Propulsor magnetoplasmadynamic (MPD)	20 - 100	100	Semanas	?	6 : Modelo, 1 kW demostrado en el espacio [43]
Cohete nuclear-térmico	9 [44]	10 7 [44]	Acta [44]	> 20	6 : Prototipo demostrado en tierra
Propulsores conductores de masas	0 - 30	10 4 - 10 8	Meses	?	6 : Modelo, 32 MJ demostrado en tierra
Propulsión de Tether	N / A	1 - 10 12	Minutos	7	6 : Modelo, 31,7 km demostrados en el espacio [45]
Cohete de aire aumentado	5-6	0,1 - 10 7	Segundos - minutos	> 7?	6 : Prototipo demostrado en tierra [46] [47]
Motor de ciclo líquido-aire	4.5	10 3 - 10 7	Segundos - minutos	?	6 : Prototipo demostrado en tierra
Propulsor inductivo pulsado (PIT)	10 - 80 [48]	20	Meses	?	5 : Componente validado en vacío [48]
Cohete de magnetoplasma de impulso específico variable (VASIMR)	10 - 300 [ cita requerida ]	40 - 1200 [ cita requerida ]	Días - meses	> 100	5 : Componente, 200 kW validado en vacío
Propulsor amplificado oscilante de campo magnético	10 - 130	0,1 - 1	Días - meses	> 100	5 : Componente validado en vacío
Cohete solar-térmico	7 - 12	1 - 100	Semanas	> 20	4 : Componente validado en el laboratorio [49]
Cohete de radioisótopos / propulsor de vapor	7 - 8 [ cita requerida ]	1,3 - 1,5	Meses	?	4 : Componente validado en laboratorio
Cohete nuclear-eléctrico	Como método de propulsión eléctrica utilizado				4 : Componente, 400 kW validado en laboratorio
Proyecto Orion ( propulsión de pulso nuclear a corto plazo )	20 - 100	10 9 - 10 12	Dias	30 - 60	3 : Prueba de concepto validada de 900 kg [50] [51]
Ascensor espacial	N / A	N / A	Indefinido	> 12	3 : prueba de concepto validada
Motores de reacción SABRE [52]	30 / 4.5	0,1 - 10 7	Minutos	9.4	3 : prueba de concepto validada
Velas electricas	145 - 750, viento solar	?	Indefinido	> 40	3 : prueba de concepto validada
Velas magnéticas	145 - 750, viento solar	2 / t [53]	Indefinido	?	3 : prueba de concepto validada
Propulsión de plasma mini-magnetosférico	200	1 / kW	Meses	?	3 : Prueba de concepto validada [54]
Alimentado por haz / láser	Como método de propulsión impulsado por haz				3 : Prueba de concepto validada de 71 m
Bucle de lanzamiento / anillo orbital	N / A	10 4	Minutos	11 - 30	2 : Concepto de tecnología formulado
Propulsión nuclear de pulso ( Proyecto Daedalus unidad ')	20 - 1.000	10 9 - 10 12	Años	15.000	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete reactor de núcleo de gas	10 - 20	10 3 - 10 6	?	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete nuclear de agua salada	100	10 3 - 10 7	Media hora	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Vela de fisión	?	?	?	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete de fragmentos de fisión	15.000	?	?	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete fotónico-nuclear / Cohete de fotones	299,792	10 -5 - 1	Años - décadas	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete de fusión	100 - 1,000 [ cita requerida ]	?	?	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Propulsión de pulso nuclear catalizada por antimateria	200 - 4.000	?	Días - semanas	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Cohete de antimateria	10,000 - 100,000 [ cita requerida ]	?	?	?	2 : Concepto de tecnología formulado
Estatorreactor Bussard	2,2 - 20 000	?	Indefinido	30.000	2 : Concepto de tecnología formulado
Método	Velocidad de escape efectiva (km / s)	Empuje (N)	Duración de la cocción	Delta-v máximo (km / s)	Nivel de preparación tecnológica

Probando

Los sistemas de propulsión de naves espaciales a menudo se prueban estáticamente primero en la superficie de la Tierra, dentro de la atmósfera, pero muchos sistemas requieren una cámara de vacío para probarlos por completo. Los cohetes generalmente se prueban en una instalación de prueba de motores de cohetes lejos de viviendas y otros edificios por razones de seguridad. Los accionamientos de iones son mucho menos peligrosos y requieren una seguridad mucho menos estricta, por lo general solo se necesita una cámara de vacío de gran tamaño.

Se pueden encontrar lugares famosos de pruebas estáticas en las instalaciones de prueba de Rocket Ground

Algunos sistemas no pueden probarse adecuadamente en tierra y los lanzamientos de prueba pueden emplearse en un sitio de lanzamiento de cohetes .

Propulsión planetaria y atmosférica

Una prueba exitosa de prueba de concepto de Lightcraft , un subconjunto de propulsión de haz .

Mecanismos de ayuda al lanzamiento

Artículo principal: Lanzamiento espacial

Se han propuesto muchas ideas para los mecanismos de asistencia al lanzamiento que tienen el potencial de reducir drásticamente el costo de entrar en órbita. Los mecanismos propuestos de asistencia para el lanzamiento espacial que no son de cohetes incluyen:

• Skyhook (requiere un vehículo de lanzamiento suborbital reutilizable, no es factible con los materiales actualmente disponibles)
• Elevador espacial (amarre desde la superficie de la Tierra hasta la órbita geoestacionaria, no se puede construir con materiales existentes)
• Bucle de lanzamiento (un bucle giratorio cerrado muy rápido de unos 80 km de altura)
• Fuente espacial (un edificio muy alto sostenido por una corriente de masas disparadas desde su base)
• Anillo orbital (un anillo alrededor de la Tierra con radios colgando de los cojinetes)
• Catapulta electromagnética ( railgun , cañón Gauss ) (una pistola eléctrica)
• Lanzamiento de trineo de cohetes
• Cañón espacial ( Proyecto HARP , acelerador de ariete ) (un cañón de propulsión química)
• Cohetes y aviones propulsores propulsados ​​por haz de luz impulsados ​​desde el suelo a través de un haz
• Plataformas de gran altitud para ayudar en la etapa inicial.

Motores que respiran aire

Artículos principales: Motor a reacción y propulsión eléctrica con respiración de aire.

Los estudios generalmente muestran que los motores de respiración de aire convencionales, como los estatorreactores o los turborreactores, son básicamente demasiado pesados ​​(tienen una relación empuje / peso demasiado baja) para proporcionar una mejora significativa en el rendimiento cuando se instalan en un vehículo de lanzamiento. Sin embargo, los vehículos de lanzamiento pueden lanzarse por aire desde vehículos elevadores separados (por ejemplo, B-29 , Pegasus Rocket y White Knight ) que sí usan tales sistemas de propulsión. También se podrían utilizar motores a reacción montados en un riel de lanzamiento.

Por otro lado, se han propuesto motores muy ligeros o de muy alta velocidad que aprovechan el aire durante el ascenso:

• SABRE : un turborreactor ligero de hidrógeno con preenfriador ^[52]
• ATREX : un turborreactor ligero de hidrógeno con preenfriador ^[55]
• Motor de ciclo de aire líquido : un motor a reacción de hidrógeno que licua el aire antes de quemarlo en un motor de cohete.
• Scramjet : motores a reacción que utilizan combustión supersónica
• Shcramjet : similar a un motor scramjet, sin embargo, aprovecha las ondas de choque producidas por la aeronave en la cámara de combustión para ayudar a aumentar la eficiencia general.

Los vehículos de lanzamiento de cohetes normales vuelan casi verticalmente antes de volcar a una altitud de algunas decenas de kilómetros antes de arder lateralmente para orbitar; este ascenso vertical inicial desperdicia propulsor, pero es óptimo ya que reduce en gran medida el arrastre de aire. Los motores que respiran aire queman el propulsor de manera mucho más eficiente y esto permitiría una trayectoria de lanzamiento mucho más plana, los vehículos normalmente volarían aproximadamente tangencialmente a la superficie de la Tierra hasta dejar la atmósfera y luego realizar una combustión de cohete para unir el delta-v final a la velocidad orbital.

Para las naves espaciales que ya se encuentran en órbita muy baja, la propulsión eléctrica que respira aire usaría gases residuales en la atmósfera superior como propulsor. La propulsión eléctrica que respira aire podría hacer factible una nueva clase de misiones de larga duración y de baja órbita en la Tierra, Marte o Venus . ^{[56] [57]}

Llegada y aterrizaje planetario

Artículo principal: Entrada atmosférica

Una versión de prueba del sistema de airbag MARS Pathfinder

Cuando un vehículo va a entrar en órbita alrededor de su planeta de destino, o cuando va a aterrizar, debe ajustar su velocidad. Esto se puede hacer usando todos los métodos enumerados anteriormente (siempre que puedan generar un empuje lo suficientemente alto), pero hay algunos métodos que pueden aprovechar las atmósferas y / o superficies planetarias.

• El aerofrenado permite que una nave espacial reduzca el punto alto de una órbita elíptica mediante repetidos roces con la atmósfera en el punto bajo de la órbita. Esto puede ahorrar una cantidad considerable de combustible porque se necesita mucho menos delta-V para entrar en una órbita elíptica en comparación con una órbita circular baja. Debido a que el frenado se realiza en el transcurso de muchas órbitas, el calentamiento es comparativamente menor y no se requiere un escudo térmico. Esto se ha hecho en varias misiones a Marte, como Mars Global Surveyor , 2001 Mars Odyssey y Mars Reconnaissance Orbiter , y al menos una misión de Venus, Magellan .
• Aerocapture es una maniobra mucho más agresiva, que convierte una órbita hiperbólica entrante en una órbita elíptica en una sola pasada. Esto requiere un escudo térmico y una navegación mucho más complicada, porque debe completarse en una pasada a través de la atmósfera y, a diferencia del aerofrenado, no es posible obtener una vista previa de la atmósfera. Si la intención es permanecer en órbita, entonces se requiere al menos una maniobra propulsora más después de la aerocaptura; de lo contrario, el punto bajo de la órbita resultante permanecerá en la atmósfera, lo que resultará en un eventual reingreso. Aerocapture aún no se ha probado en una misión planetaria, pero el salto de reingreso de Zond 6 y Zond 7tras el regreso lunar hubo maniobras de aerocaptura, porque convirtieron una órbita hiperbólica en una órbita elíptica. En estas misiones, debido a que no hubo ningún intento de elevar el perigeo después de la aerocaptura, la órbita resultante aún se cruzó con la atmósfera y se produjo el reingreso en el siguiente perigeo.
• Un ballute es un dispositivo de arrastre inflable.
• Los paracaídas pueden aterrizar una sonda en un planeta o luna con atmósfera, generalmente después de que la atmósfera haya eliminado la mayor parte de la velocidad, utilizando un escudo térmico .
• Los airbags pueden suavizar el aterrizaje final.
• El frenado litoral , o detenerse al impactar la superficie, generalmente se realiza por accidente. Sin embargo, se puede hacer deliberadamente con la sonda que se espera que sobreviva (ver, por ejemplo, Deep Impact (nave espacial) ), en cuyo caso se requieren sondas muy resistentes.

Ver también

• Paseo Alcubierre
• Anti gravedad
• Gravedad artificial
• Entrada atmosférica
• Programa innovador de física de propulsión
• Dinámica de vuelo (nave espacial)
• Índice de artículos de ingeniería aeroespacial
• Red de transporte interplanetario
• Viajes interplanetarios
• Lista de temas de ingeniería aeroespacial
• Listas de cohetes
• Vela magnética
• Maniobra orbital
• Mecánica orbital
• Motor de propulsión de plasma
• Motor de detonación por pulsos
• Cohete
• Boquillas de motor de cohete
• Satélite
• Vela solar
• Vuelo espacial
• Lanzamiento espacial
• Viajes espaciales con aceleración constante
• Impulso específico
• Ecuación del cohete Tsiolkovsky

Referencias

1. Meyer, Mike (abril de 2012). "Hoja de ruta de los sistemas de propulsión en el espacio" (PDF) . nasa.gov . pag. 9 . Consultado el 1 de febrero de 2021 .
2. Mason, Lee S. " Un enfoque práctico para iniciar el desarrollo de energía de superficie de fisión " . Actas del Congreso internacional sobre avances en plantas de energía nuclear (ICAPP'06), American Nuclear Society, La Grange Park, IL, 2006b, documento. Vol. 6297. 2006.
3. Leone, Dan (Tecnología espacial e innovación) (20 de mayo de 2013). "NASA apostando por empuje lento pero constante de la propulsión solar eléctrica" . Noticias espaciales . SpaceNews, Inc.
4. Meyer , 2012 , p. 5.
5. Zobel, Edward A. (2006). "Resumen de las ecuaciones introductorias del momento" . Zona Land. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 2 de agosto de 2007 .
6. "Propulsores del sistema de propulsión de iones de xenón (XIPS)" (PDF) . Tecnologías L3 . Archivado desde el original (PDF) el 17 de abril de 2018 . Consultado el 16 de marzo de 2019 .
7. "Familia de propulsores bipropelentes químicos" (PDF) . Grupo Ariane . Consultado el 16 de marzo de 2019 .
8. Benson, Tom. "Visitas guiadas: Guía para principiantes de cohetes" . NASA . Consultado el 2 de agosto de 2007 .
9. Hess, M .; Martin, KK; Rachul, LJ (7 de febrero de 2002). "Los propulsores guían con precisión el satélite EO-1 en el espacio primero" . NASA. Archivado desde el original el 6 de diciembre de 2007 . Consultado el 30 de julio de 2007 .
10. Phillips, Tony (30 de mayo de 2000). "Solar S'Mores" . NASA. Archivado desde el original el 19 de junio de 2000 . Consultado el 30 de julio de 2007 .
11. Olsen, Carrie (21 de septiembre de 1995). "Transferencia de Hohmann y cambios de plano" . NASA. Archivado desde el original el 15 de julio de 2007 . Consultado el 30 de julio de 2007 .
12. Personal (24 de abril de 2007). "Crucero interplanetario" . 2001 Mars Odyssey . NASA. Archivado desde el original el 2 de agosto de 2007 . Consultado el 30 de julio de 2007 .
13. Doody, Dave (7 de febrero de 2002). "Capítulo 4. Trayectorias interplanetarias" . Conceptos básicos del vuelo espacial . NASA JPL. Archivado desde el original el 17 de julio de 2007 . Consultado el 30 de julio de 2007 .
14. Hoffman, S. (20 al 22 de agosto de 1984). "Una comparación de vehículos de aerofrenado y aerocaptura para misiones interplanetarias" . AIAA y AAS, Conferencia de Astrodinámica . Seattle, Washington: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. págs. 25 pág. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 31 de julio de 2007 .
15. Anónimo (2007). "Datos básicos sobre el Cosmos 1 y la navegación solar" . La Sociedad Planetaria. Archivado desde el original el 3 de julio de 2007 . Consultado el 26 de julio de 2007 .
16. Rahls, Chuck (7 de diciembre de 2005). "Vuelo espacial interestelar: ¿Es posible?" . Physorg.com . Consultado el 31 de julio de 2007 .
17. Meyer 2012 , p. 10.
18. Tomsik, Thomas M. " Avances y aplicaciones recientes en la tecnología de densificación de propulsores criogénicos. Archivado el 3 de marzo de 2016 en la Wayback Machine ." NASA TM 209941 (2000).
19. Oleson, S. y J. Sankovic. " Propulsión eléctrica Hall avanzada para el futuro transporte en el espacio ". Propulsión de la nave espacial. Vol. 465. 2000.
20. Dunning, John W., Scott Benson y Steven Oleson. "Programa de propulsión eléctrica de la NASA". 27th International Electric Propulsion Conference, Pasadena, CA, IEPC-01-002. 2001.
21. Propulsión eléctrica solar (SEP) . Centro de Investigación Glenn. NASA. 2019
22. Investigación del sistema de propulsión iónica Archivado 2006-09-01 en Wayback Machine . Centro de Investigación Glenn. NASA. 2013
23. Choueiri, Edgar Y. (2004). "Una historia crítica de la propulsión eléctrica: los primeros 50 años (1906-1956)" . Revista de propulsión y potencia . 20 (2): 193-203. CiteSeerX 10.1.1.573.8519 . doi : 10,2514 / 1,9245 . 
24. Drachlis, Dave (24 de octubre de 2002). "La NASA llama a la industria, la academia para las innovaciones de propulsión en el espacio" . NASA. Archivado desde el original el 6 de diciembre de 2007 . Consultado el 26 de julio de 2007 .
25. "Demostrador de vela solar" .
26. "Demostrador de vela solar" .
27. "Control de vehículos espaciales" . Universidad de Surrey . Consultado el 8 de agosto de 2015 .
28. King-Hele, Desmond (1987). Órbitas de satélites en una atmósfera: teoría y aplicación . Saltador. pag. 6. ISBN 978-0-216-92252-5.
29. Tsiotras, P .; Shen, H .; Hall, CD (2001). "Control de actitud por satélite y seguimiento de potencia con ruedas de energía / impulso" (PDF) . Revista de Orientación, Control y Dinámica . 43 (1): 23–34. Código bibliográfico : 2001JGCD ... 24 ... 23T . CiteSeerX 10.1.1.486.3386 . doi : 10,2514 / 2,4705 . ISSN 0731-5090 .   
30. Dykla, JJ; Cacioppo, R .; Gangopadhyaya, A. (2004). "Tirachinas gravitacional" . Revista estadounidense de física . 72 (5): 619–000. Código bibliográfico : 2004AmJPh..72..619D . doi : 10.1119 / 1.1621032 .
31. Meyer 2012 , p. 20.
32. Meyer 2012 , p. 6.
33. Huntsberger, Terry; Rodríguez, Guillermo; Schenker, Paul S. (2000). "Desafíos de la robótica para la exploración robótica y humana de Marte". Robotics 2000 : 340–346. CiteSeerX 10.1.1.83.3242 . doi : 10.1061 / 40476 (299) 45 . ISBN  978-0-7844-0476-8.
34. Millis, Marc (3-5 de junio de 2005). "Evaluación de los posibles avances en la propulsión" (PDF) . Nuevas tendencias en astrodinámica y aplicaciones II . Princeton, Nueva Jersey.
35. "Familia de propulsores monopropelentes químicos" (PDF) . Grupo Ariane . Consultado el 16 de marzo de 2019 .
36. Portal de la ESA: la ESA y la ANU hacen un gran avance en la propulsión espacial
37. "Copia archivada" . Archivado desde el original el 23 de mayo de 2020 . Consultado el 29 de mayo de 2020 .
38. propulsores de efecto Hall se han utilizado en satélites soviéticos / rusos durante décadas.
39. Un sistema de propulsión Xenon Resistojet para microsatélites (Centro espacial de Surrey, Universidad de Surrey, Guildford, Surrey)
40. Alta - Propulsión espacial, sistemas y servicios - Propulsión eléctrica de emisión de campo
41. "今日 の IKAROS (29/8) - Informe diario - 29 de agosto de 2013" (en japonés). Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA). 29 de agosto de 2013 . Consultado el 8 de junio de 2014 .
42. RD-701 Archivado el 10 de febrero de 2010 en la Wayback Machine.
43. Traductor de Google
44. RD-0410 Archivado el 8 de abril de 2009 en la Wayback Machine.
45. Satélite 2 de jóvenes ingenieros Archivado el 10 de febrero de 2003 en la Wayback Machine.
46. Gnom Archivado el 2 de enero de 2010 en la Wayback Machine.
47. NASA GTX Archivado el 22 de noviembre de 2008 en la Wayback Machine.
48. El propulsor inductivo pulsado PIT MkV
49. Pratt & Whitney Rocketdyne gana $ 2,2 millones de opción de contrato para motor de cohete de propulsión solar térmica (Comunicado de prensa, 25 de junio de 2008, Pratt & Whitney Rocketdyne ) ^{[ enlace muerto ]}
50. "Operación Plumbbob" . Julio de 2003 . Consultado el 31 de julio de 2006 .
51. Brownlee, Robert R. (junio de 2002). "Aprender a contener explosiones nucleares subterráneas" . Consultado el 31 de julio de 2006 .
52. Anónimo (2006). "El motor Sabre" . Reaction Engines Ltd. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2007 . Consultado el 26 de julio de 2007 .
53. PSFC / JA-05-26: Física y tecnología de la viabilidad de las velas de plasma , Journal of Geophysical Research, septiembre de 2005
54. MagBeam
55. Harada, K .; Tanatsugu, N .; Sato, T. (1997). "Estudio de desarrollo del motor ATREX". Acta Astronautica . 41 (12): 851–862. Código Bibliográfico : 1997AcAau..41..851T . doi : 10.1016 / S0094-5765 (97) 00176-8 .
56. "Primer disparo mundial de propulsor eléctrico que respira aire" . Ingeniería y tecnología espacial . Agencia Espacial Europea . 5 de marzo de 2018 . Consultado el 7 de marzo de 2018 .
57. Diseño conceptual de un sistema de propulsión eléctrica que respira aire. Archivado el 4 de abril de 2017 en la Wayback Machine . (PDF). 30º Simposio Internacional de Tecnología y Ciencia Espaciales. 34ª Conferencia Internacional de Propulsión Eléctrica y 6º Simposio de Nanosatélites. Hyogo-Kobe, Japón, 4 de julio de 2015.

Enlaces externos

• Proyecto innovador de física de propulsión de la NASA
• Diferentes cohetes
• Bibliografía de transporte de la Tierra a la órbita
• Propulsión de vuelos espaciales : una encuesta detallada de Greg Goebel, de dominio público
• Universidad Johns Hopkins, Centro de análisis de información de propulsión química
• Herramienta para análisis termodinámico de motores de cohetes líquidos
• Sitio web How Things Fly del Smithsonian National Air and Space Museum
• Fullerton, Richard K. " Hojas de ruta y requisitos avanzados de EVA ". Actas de la 31ª Conferencia Internacional sobre Sistemas Ambientales. 2001.