Tener un sistema de propulsión prácticamente ilimitado es uno de los grandes sueños de las compañías espaciales que, de esta forma, podrían eliminar una buena parte del peso dentro de sus satélites y naves al no requerir combustibles. En España existen algunas iniciativas que van en busca de ello, pero la estadounidense IVO parece haber dado en el clavo con su motor Quantum Drive.
Esta empresa, con sede en Dakota del Norte, tiene todo listo para que su propulsor se pruebe en el espacio. Irá a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX el próximo 10 de junio como parte de la misión Transporter 8. IVO ha integrado el propulsor en un satélite de Rogue que servirá de banco de pruebas para constatar que el sistema funciona empleando el Sol como única fuente de energía.
Según comentan desde la compañía, el IVO Quantum Drive es la primera tecnología de propulsión eléctrica pura comercialmente viable y disponible en el mundo. "El pequeño tamaño y las grandes capacidades de Quantum Drive nos ayudan a desarrollar naves espaciales increíblemente eficientes, livianas, maniobrables, independientes del combustible y, lo que es más importante, rentable", ha declarado Brent Abbott, director comercial de Rogue Space Systems.
Satélite
"El despliegue de Quantum Drive en un satélite Rogue a bordo del SpaceX Transporter 8 es un hito para el futuro de la propulsión espacial", comentó Richard Mansell, director ejecutivo de IVO. "La capacidad de Quantum Drive permite a Rogue producir nuevos vehículos satelitales con Delta V [empuje] ilimitado".
Adiós a los combustibles
Mansell descubrió en 2021 que la propulsión eléctrica pura es viable para las naves espaciales. Lo consiguió a través de una combinación de matemáticas y de datos obtenidos a través de pruebas empíricas que le proporcionaron el conocimiento necesario para desarrollar el sistema de empuje completo. Así es cómo llegaron al IVO Quantum Drive.
Motor helicón
Prescinde de cualquier tipo de combustible para emplear electricidad generada a través de paneles solares. Por tanto, tiene cero emisiones y es completamente autónomo. El diseño modular de Quantum Drive, tal y como explican desde IVO, le permite escalar en múltiples ejes para satisfacer las necesidades de cada nave espacial individual, independientemente de los requisitos de empuje.
La tecnología desarrollada genera un empuje de hasta 52 mN a partir de un solo vatio con la capacidad de ir sumando unidades para multiplicarlo. "Los propulsores se pueden montar en cualquier orientación", lo que permite hasta 6 grados de libertad de movimiento: delante/atrás, arriba/abajo, izquierda/derecha, guiñada, cabeceo y alabeo.
Satélite con propulsor eléctrico
Supone una gran mejora respecto a los motores iónicos que son, hasta ahora, los propulsores eléctricos más comunes y en los que trabajan algunas compañías e instituciones como la NASA. Según indican desde Interesting Engineering, los motores iónicos pueden alcanzar entre 25 y 250 mN de empuje, aunque con una eficiencia energética menor del 65 al 80%.
Esto les hace requerir más potencia, normalmente entre 1 y 7 kilovatios —en lugar de vatios— para conseguir un empuje similar. Además, los propulsores de iones tradicionales tienen un peso aproximado de 200 kilogramos, mientras que el desarrollado por IVO se sitúa en torno a 300 gramos.
Lanzamiento IVO Quantum Drive
Eliminar de la ecuación cualquier tipo de combustible líquido, sólido o gaseoso, también implica prescindir de los sistemas ligados a él como el almacenamiento. Esto "permite una carga útil más grande y un factor de forma reducido en cualquier nave espacial". Además, debido a la ausencia de emisiones, el propulsor se puede montar internamente en un satélite.
Misión espacial
Una vez se haya completado el lanzamiento del próximo 10 de junio y los ingenieros de IVO validen el rendimiento del motor eléctrico en su entorno real espacial, el Quantum Drive comenzará una etapa de uso comercial. Serán los propulsores que vayan integrados en los satélites Orbots de Rogue, que tienen como fin proporcionar servicios satelitales de alta movilidad.
Satélite Laura
Esta compañía con sede en Nuevo Hampshire (Estados Unidos), se encuentra fabricando una serie de robots orbitales que trabajarán para realizar servicios a otras empresas con satélites desplegados. Uno de ellos es Laura, que tiene previsto desplegarse en el último trimestre de este 2023, y que realizará tareas de inspección y seguimiento con cámaras y sensores de alta definición.
Cuenta con capacidades multiesprectales que "amplían el conocimiento y el análisis del cliente sin tener que entrar en contacto físico con el objetivo". Servirá para que las compañías espaciales puedan ver de primera mano sus dispositivos desplegados en órbita. Para lo que Laura empleará propulsores Quantum Drive para moverse entre ellos y visitarlos.
Más adelante, en el primer trimestre de 2024, Rogue tiene previsto desplegar el robot Fred. Será "capaz de mover satélites y otros activos hacia y desde diferentes órbitas". Por ejemplo desde una geoestacionaria a la Estación Espacial Internacional que está en una órbita baja. También para realizar portes espaciales ocasionales cuando sea necesario.