miércoles, 25 de septiembre de 2019

UNA NAVE DE PROPULSIÓN IÓNICA PARA EL HALLEY

Una nueva entrada que debemos a la fantástica revista de nuestro amigo y colaborador Juan Manuel Biagi. En este caso recordamos una misión diseñada para estudiar al cometa Halley en su paso por el perihelio de 1985.
La fuente es el número 37 de la Revista Cápsula Espacial (páginas 14 y 15):

Halley Ion Drive - 1P/Halley (1982)

El cometa 1P/Halley era muy atractivo desde una perspectiva científica e histórica, pero una misión de encuentro implicaría un tiempo de lanzamiento temprano poco práctico, la idea era la de construir un vehículo espacial propulsado con energía iónica (Ion Drive) con paneles de dimensiones que eran del orden de los 41 a 45m, las alas de la matriz tendrían aproximadamente 1m de ancho, por lo que no era una nave pequeña, cada motor iónico tendría 38cm de diámetro (en la escala de algunos sistemas que se habían considerado para la cita con el cometa Halley, el vehículo de accionamiento de iones era relativamente pequeño, teniendo en cuenta que la vela solar, fue considerada como una alternativa).



Una mejor comprensión de la técnica de propulsión iónica se obtiene mirando el corte del motor, el motor de iones es engañosamente simple en su funcionamiento, de 38 cm de diámetro y 10 cm de profundidad, el combustible, en forma líquida, se introduce a través de un par de calentadores o vaporizadores que transforman el mercurio líquido que hace de combustible a un vapor y es distribuido a través de un colector, el motor es un emisor de electrones o un cátodo. Los electrones fluyen desde el cátodo hacia el ánodo alrededor de la circunferencia, los electrones pasan a través del vapor de mercurio y provoca colisiones ionizantes. Una vez cargados, los iones de mercurio son forzados por campos magnéticos y eléctricos hacia las dos pantallas de aceleración sobre el extremo de escape del motor, se coloca un campo eléctrico entre las dos pantallas separadas para que a medida que los iones se desplacen hacia dentro se aceleren a una velocidad muy alta, que van desde 80000 a 120000 Km/h, este tipo de motores, por lo tanto, ofrece una gran ventaja al hacer misiones que requieren grandes cantidades de energía con relativamente pequeñas cantidades de combustible.
   El lanzamiento ocurriría en junio de 1982 a bordo de un STS, ayudada por un motor IUS, la nave espacial se apagaría (lejos de la Tierra) y se dejaría llevar por el campo gravitacional o haciendo un gran giro en U, el encuentro ocurriría cuando el cometa alcanzase a la nave espacial en diciembre de1985. Una de las razones por las que el motor podía durar tanto es que no tenía partes móviles, el único mecanismo de desgaste real que  preocupaba sería la erosión de la rejilla del acelerador causada por las partículas a medida que estas pasaran, la aceleración sería muy baja, pero el sistema funcionaría durante períodos significativamente largos de dos o tres años de propulsión continua (algo que parecía estar bien dentro de las capacidades tecnologías de la época).
La nave estaría compuesta por el módulo de empuje, una unidad de interfaz y los grandes paneles solares que recolectarían la luz solar y la convertirían en electricidad para operar los motores, también llevaría la carga científica, que sería un módulo de misión que llevaría todo el equipo de comando y control y un paquete de ciencias.


Aunque la propulsión iónica eventualmente continuaría impulsando varias misiones de exploración planetaria, la tecnología no estaba lista a tiempo para una misión al cometa Halley, e incluso si el motor de iones hubiera estado listo para volar, el transbordador espacial no, su primer vuelo se retrasó hasta 1981 y las misiones operativas finalmente comenzaron en 1982, demasiado tarde para probar y lanzar adecuadamente una misión de larga duración al 1P/Halley. 
  





1 comentario:

  1. acelerar los iones, mejor, a la velocidad de la luz porque momento lineal = masa * velocidad, el impulso

    ResponderBorrar