Desarrolla Ingeniería un propulsor espacial
El dispositivo es útil para mover un satélite de menos de cien kilogramos en el espacio exterior una vez que se desacopla de un cohete
Un grupo de académicos de la Unidad de Alta Tecnología (UAT) de la Facultad de Ingeniería (FI), con sede en el campus Juriquilla, Querétaro, desarrolló un propulsor espacial de efecto Hall que puede ser acoplado a un satélite menor a cien kilogramos de peso para realizar maniobras orbitales.
También es útil para mantener en órbita al satélite, estabilizarlo y ayudar a su desplazamiento, explicó Jorge Alfredo Ferrer Pérez, uno de sus creadores. Los otros integrantes del equipo son Carlos Romo Fuentes, Rafael Guadalupe Chávez Moreno, Saúl Santillán Gutiérrez y Ernesto Reynoso Reyes.
Con este dispositivo, actualmente en trámite de patente, el equipo de ingenieros ganó el primer lugar de la más reciente edición del Programa de Fomento al Patentamiento y la Innovación (Profopi) de la Coordinación de Innovación y Desarrollo (CID).
El equipo puede impulsar microsatélites de menos de cien kilogramos, de 50 x 50 x 50 centímetros, o más pequeños, los llamados nanosatélites, dependiendo del objetivo del satélite.
Este propulsor podría servir en forma indirecta para estudiar materiales y su interacción con plasmas. Además, sería posible examinar el efecto que estos dispositivos tienen sobre otros elementos electromecánicos que constituyen un satélite.
Desafíos
Ferrer comentó que el primer reto para diseñar un propulsor espacial de este tipo fue entender su funcionamiento, así como conocer los materiales con los cuales son fabricados. “La patente sometida al Instituto Mexicano de Propiedad Industrial (IMPI) representa uno de los primeros esfuerzos en el país de generación de tecnología de propulsión espacial con talento mexicano”, señaló.
Respecto al primer lugar del Profopi, Ferrer dijo que se sienten agradecidos. “Es una gran responsabilidad y para nosotros, este reconocimiento representa el inicio de un proceso para que la invención madure. Con esto, estaremos ayudando a la soberanía de la nación en el sector espacial al hacer tecnología propia”.
Para lograrlo, los ingenieros necesitan recursos para fortalecer las capacidades de sus laboratorios en Juriquilla y encontrar misiones espaciales reales en los que se pueda incorporar el propulsor de efecto Hall. “México, está realizando importantes contribuciones por medio de la Facultad de Ingeniería y demás entidades universitarias para mejorar las actividades del sector aeroespacial. Tenemos una gran responsabilidad desde nuestra Universidad, pues está en nuestras manos generar las acciones que trasciendan en el ámbito nacional para mejorar la calidad de vida de los mexicanos.” finalizó.
El motor o propulsor de efecto Hall comprende dos partes principales para su funcionamiento: un cátodo hueco y la parte propulsiva, como se muestra en la figura. A ambos componentes se les inyecta un gas noble (Xenón, por ejemplo) para iniciar el encendido del motor. El cátodo hueco tiene un injerto de material que es calentado hasta que se comiencen a generar electrones a través del proceso de emisión termiónica. Cuando el gas noble inyectado alcanza a los electrones emitidos por el cátodo, entonces es posible que se presente una ionización.
Por otro lado, el circuito magnético del propulsor es encendido y el sistema de inyección del gas es conectado a una terminal positiva (ánodo), y el cátodo a una terminal negativa. Por lo tanto, los electrones inyectados por el cátodo son atraídos por el ánodo y atrapados por el circuito magnético, formando una nube de electrones que ioniza el gas propelente. Como hay una diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo, los iones son acelerados, produciendo una fuerza en el circuito magnético del propulsor, lo que se traduce en un empuje que actúa sobre toda la estructura del satélite.
“Gracias al efecto Hall, electrones giran en espiral dentro del propulsor generando una corriente Hall. Cuando los átomos del propelente colisionan con estos electrones confinados, comienza un proceso de ionización. Los iones formados se aceleran hacia afuera del propulsor, lo que ocasiona la fuerza o empuje sobre el satélite.