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Un investigador español propone un nuevo sistema de propulsión de microsatélites

El investigador Miquel Sureda

El nuevo sistema, descubierto por Miquel Sureda, es pionero en la ingeniería aeroespacial y se basa en el efecto electrocinétic, 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 investigación 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.

Miquel Sureda, profesor e investigador de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial y Aeronáutica de Terrassa (ETSEIAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC), en colaboración con Javier Díez, profesor e investigador de la Universidad de Rutgers (New Jersey, Estados Unidos), ha descubierto que es perfectamente viable utilizar el efecto electrocinètico puede propulsar microsatélites en el espacio.

Este efecto es conocido desde el siglo XIX y las ventajas que comporta se aprovechan en el ámbito de la biomedicina porque permite controlar flujos con alta fiabilidad. Sureda ha encontrado la manera de aplicar el efecto electrocinético en el ámbito aeroespacial, usando 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 al espacio. Además, este sistema permitiría tener un gran control del empuje suministrado, lo cual 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 a 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 al 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. Ha 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 de 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 del Campus de Terrassa permitiría realizar pequeños movimientos a 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 tipos 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 donde 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 olas 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 se tiene que desplazar, lo tiene que hacer 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 Universitat de Barcelona, Ingeniero Aeronáutico por el ETSIAT de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y Doctor Ingeniero Aeronáutico por la UPC. Desde el año 2007 es profesor e investigador al ETSEIAT.