Enviado por jose.luis.melgosa el
La crisis económica mundial también ha afectado a la industria aeroespacial. Desde las primeras misiones en el espacio -basadas en grandes cohetes que necesitaban motores con rangos de fuerza muy potentes- el desarrollo de la ingeniería aeroespacial ha evolucionado hacia una disminución del peso y del tamaño de los ingenios, por razones de ahorro de costes y de energía. Miquel Sureda, profesor e investigador de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Industrial y Aeronáutica de Terrassa (ETSEIAT), nos lo cuenta con un proyecto propio: micropropulsión para micro y nanosatélites.
El espacio es un entorno lejano y misterioso. Su exploración suele llenar titulares grandilocuentes, con mucha propaganda y grandes dosis de épica. Astronautas en Marte, estaciones espaciales, telescopios que todo lo ven, ... a menudo podemos sentirnos extras de una película de ciencia ficción .
Por eso puede parecer extraño saber que la crisis económica global también haya afectado fuertemente a este sector, y que en el diseño de misiones espaciales se está imponiendo la vieja máxima de " bueno, pequeño y barato" .
Esta tendencia se traduce en la necesidad de construir sondas y satélites capaces de alcanzar los objetivos previstos con el mínimo peso y consumo de potencia. Así, en los últimos años, las misiones "low -cost " han promovido la aparición de micro -satélites, con masas de entre 10 y 100 Kg, y de nano- satélites, con masas inferiores a 10 Kg . La idea es clara: si 3 o 4 pequeños satélites pueden hacer lo mismo que uno muy grande se ahorra en peso, potencia y costes de lanzamiento. Además la fiabilidad del conjunto aumenta, pues el fallo de uno de ellos no es crítico porque siguen quedando otros operativos.
Para satisfacer estas nuevas demandas, los ingenieros han tenido que inventar motores capaces de proporcionar empujes extremadamente pequeños y muy precisos. Estos nuevos sistemas de micro- propulsión son capaces de generar fuerzas equivalentes al peso de una milésima parte de una hoja A4 . Para ello expulsan minúsculas gotas a través de pequeños canales ( motores coloidales ) o aceleran partículas desprendidas de un bloque de Teflón ( motores pulsados de plasma ) .
En la ETSEIAT del Campus de la UPC en Terrassa estamos investigando un nuevo sistema de micro- propulsión que utiliza el efecto electrocinético . Este motor funcionaría acelerando un fluido dentro de capilares del tamaño de pelo, y podría alcanzar empujones muy precisas con una gran eficiencia y simplicidad .
Miquel Sureda, en colaboración con Javier Díez (profesor e investigador de la Universidad de Rutgers, New Jersey , Estados Unidos ), ha descubierto un nuevo sistema de micropropulsión, pionero en la ingeniería aeroespacial. Se basa en el efecto electrocinético, conocido y utilizado para controlar flujos en el ámbito de la biomedicina. El sistema, experimentado de momento sobre el modelo físico, puede ser tan preciso que generaría fuerzas similares a las que puede hacer una célula. La búsqueda de Sureda abre el camino para desarrollar una nueva tecnología en el campo de la micropropulsión que impulse las misiones espaciales del siglo XXI, más eficientes y precisas .
El efecto electrocinético es conocido desde el siglo XIX y permite controlar flujos con alta fiabilidad. Sureda ha encontrado la manera de aplicar el efecto electrocinético en el ámbito aeroespacial, utilizando la base teórica sobre la que se sustenta, para proponer un nuevo sistema de micropropulsión para los microsatélites ( entre 10 kg y 100 kg de peso ) y los nanosatélites ( entre 1 kg y 10 kg de peso ) cuando operan en el espacio. Además, este sistema permitiría tener un gran control del empuje suministrada, lo que satisfaría las enormes exigencias de precisión requeridas por las nuevas misiones de vuelo en formación de satélites .
El efecto electrocinético aprovecha la estrecha capa de iones que se forma en las paredes de un micro -canal (capilar de un diámetro inferior al de un pelo ), para acelerar un fluido mediante un campo eléctrico. Sólo hay que aplicar una diferencia de potencial entre los extremos del canal para obtener un flujo que podría ser utilizado para generar la propulsión .
De los grandes cohetes a la micropropulsión
Desde las primeras misiones en el espacio, basadas en grandes cohetes que necesitaban motores con rangos de fuerza muy potentes, el desarrollo de la ingeniería aeroespacial ha evolucionado hacia una disminución del peso y del tamaño de los ingenios, por razones de ahorro de costes y de energía. Las necesidades han derivado hacia nuevos tipos de misiones científicas que requieren sistemas de propulsión muy precisos. La investigación que ha realizado Miquel Sureda se ha centrado en sistemas de micropropulsión, que necesitan rangos de fuerza muy pequeños , a partir del micro - newton . Si un Newton equivale a la fuerza que generan 100 gramos cuando los aguantamos con la mano , un micro- newton sería la millonésima parte del Newton , una fuerza similar o muy cercana a la que es capaz de hacer una célula cuando se mueve .
El sistema de micro- pulsión propuesto por el investigador de la UPC en el Campus de Terrassa permitiría realizar pequeños movimientos en los satélites en medio del espacio, con mucha precisión y eficacia, ahorrando energía. Según el investigador, su sistema funcionaría agrupando muchos nano- propulsores del tamaño de un cabello en un espacio muy reducido. Actualmente existen micro - motores de tipo coloidal, pero están en fase de desarrollo. Ahora bien , sobre el papel no ofrecen una resolución tan efectiva como el sistema propuesto por Miquel Sureda .
Un ejemplo de misión de alta precisión
Para dar una idea de hacia dónde va la carrera espacial y las necesidades tecnológicas que requiere, un buen ejemplo es la misión LISA ( Antena Espacial de Interferómetro Láser ) , un proyecto conjunto de la NASA y la ESA que desarrolla un detector de ondas gravitacionales a través de tres satélites dispuestos en forma de triángulo equilátero y con una distancia entre ellos de más de 5 millones de kilómetros. Cuando cada uno de los tres satélites debe desplazarse, lo hará a través de un sistema de propulsión con una resolución cercana al 0,1 micro -Newton que permita movimientos altamente precisos. El descubrimiento de Miquel Sureda puede abrir el camino para desarrollar una tecnología que mejore los resultados de este tipo de misiones, y que las haga más eficientes y precisas .
Miquel Sureda ( Barcelona 1978) es Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona , Ingeniero Aeronáutico por la ETSIA de la Universidad Politécnica de Madrid ( UPM ) y Doctor Ingeniero Aeronáutico por la UPC . Desde el año 2007 es profesor e investigador en la ETSEIAT .
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