El innovador motor de agua para que los satélites espaciales puedan durar más años en órbita

A medida que la actividad en el espacio se acelera con misiones como Artemis o proyectos comerciales como Starlink, en la órbita terrestre se empiezan a sustituir los tradicionales propulsores de combustible por sistemas más renovables como el que emplea vapor de agua. Tras alguna prueba en el espacio, este método da el salto a empresas como Sony para que puedas hacer fotos de la Tierra desde casa con un nanosatélite.

Este primer satélite de Sony se ha lanzado al espacio en un cohete Falcon 9 de SpaceX junto a otra serie de equipos en la misión Transporter 6 con el mismo destino, la órbita terrestre. Para colocarse en la órbita, este nanosatélite utiliza propulsor híbrido de agua e iones creado por la empresa Pale Blue. "El propulsor híbrido combina los beneficios del ion y el vapor para extender dramáticamente los años útiles de los satélites y mitigar los desechos espaciales", afirman Pale Blue.

Este sistema de propulsión más limpio se basa en la tecnología desarrollada por la agencia espacial japonesa JAXA y la Universidad de Tokio, y ya se probó en 2019 en una misión a la Estación Espacial Internacional. Allí se envió un nanosatélite con un motor similar a base de vapor de agua, aunque de menor tamaño, para demostrar la tecnología. Desde entonces se ha trabajado en ella hasta llegar ahora a sus primeros pasos en la exploración espacial comercial.

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A finales del 2022, la agencia japonesa JAXA volvió a probar las cualidades de esta tecnología en el satélite EQUULEUS que viajó en la misión Artemis I, en la que también participó España. Ahora toca que esta tecnología salte de la mera investigación al mercado, Sony es la primera empresa en aprovechar esta innovación en un proyecto que pretende involucrar a todo el mundo desde sus casas.

Modelos más sostenibles

Arriba muchos satélites utilizan sus paneles solares para nutrir sus instrumentos de la energía del astro rey y poder completar las misiones para las que fueron creados, aunque eso no evita que cuenten con propulsores de combustible. Estos propulsores son el instrumento imprescindible para alcanzar la altura de la órbita deseada y colocarse en la posición correcta. 

Los combustibles más utilizados actualmente por las naves espaciales se basan en hidrocarburos y el impacto de sus emisiones es enorme para el medioambiente, aunque estén a kilómetros de distancia de la superficie. Algunas compañías como SpaceX trabajan en nuevas formas de capturar el CO2 que sus viajes generan, una forma de compensar, pero no soluciona el problema. 

De ahí surge la necesidad de apostar por ingredientes más sostenibles como el agua, uno de los elementos más abundantes del planeta y menos contaminantes. Los propulsores de vapor de agua de Pale Blue producen un total de 4 mN (milinewtons) y un consumo energético de 20 vatios, para mantener en posición al nanosatélite de Sony y los futuros equipos que pueblen las capas más bajas de la órbita.

Satélites de comunicación, observación e incluso para ofrecen internet en cualquier punto del planeta se están lanzando a esta franja, aumentan el consumo de combustible. De igual manera, las nuevas tecnologías aplicadas a la exploración espacial pueden servir de ayuda para desarrollar innovaciones que faciliten la vida en la tierra lejos de los combustibles más contaminantes.

Propulsor de agua e iones

Las pruebas conseguidas por este satélite en la misión Artemis I han sido el paso previo para que la tecnología comience su andadura comercial y se extienda por el mundo. Prueba de ello es la apuesta de Sony con su satélite que han confiado en Pale Blue para ello.

Propulsor espacial de agua híbrido Pale Blue Omicrono

"Estoy muy contento de que nuestro propulsor de agua seguro, sostenible y de bajo costo pueda contribuir a este proyecto, y estamos comprometidos con el desarrollo de la industria espacial", dijo Jun Asakawa, CEO y cofundador de Pale Blue, en un comunicado, donde anuncian este propulsor con doble tecnología.

En las ilustraciones de la empresa, el satélite puede parecer de gran tamaño, pero en realidad se trata de pequeños equipos en los que el propulsor solo ocupa 10 x 10 x 10 cm dentro de satélites de hasta 500 kg. El siguiente vídeo grabado por la empresa en la Feria de tecnología CES 2023 por las Vegas refleja su pequeña escala.

"El uso de agua como propulsor en lugar de materiales tóxicos también hace que la producción de los satélites sea significativamente más segura", afirman en la empresa. El agua se evapora a 30 grados centígrados y el de Pale Blue ha reducido el tiempo de impulso a solo 30 segundos, mientras que en anteriores pruebas de la JAXA el tiempo era de 70 segundos. En los laterales los calentadores evitan que el sistema y el líquido interno se congelen con el frío del espacio. El depósito guarda el agua a un presión baja de 60kPa.

Satélite híbrido propulsado por agua Pale Blue Omicrono

Por otro lado, la tecnología microondas y el campo magnético junto al agua generan lo que se conoce como fenómeno ECR, resonancia ciclotrónica de electrones, cuando el plasma se genera y emite iones. Así se combinan en este motor la propulsión de agua por iones y la propulsión por vapor. Según Pale Blue, el pequeño propulsor prolongará la vida útil del satélite en 2,5 años ayudándolo a mantener su órbita.

Star Sphere

Esta innovación se encuentra actualmente en funcionamiento en la misión de Sony Star Sphere, que ofrecerá a cualquier persona de la Tierra conectarse al satélite y tomar una fotografía. El cubesat 6U es el encargado de servir de ojos a los usuarios lleva una cámara de fotograma completo para este propósito.

El satélite debe mantenerse estable en la órbita terrestre baja a una altitud de 500 km a 600 km, para lo que necesita pequeños impulsos con el propulsor híbrido de agua. Además, equipa una cámara full-frame de Sony con lentes de 28-135 mm f/4.

STAR SPHERE Sony Omicrono

StarSphere pretende ofrecer la posibilidad de tomar imágenes muy similares a las de la NASA o la ESA desde casa inscribiéndose online. El proyecto se abrirá a los usuarios durante el verano.

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