Ciencia Kanija

Electroimanes que mantienen naves en formación (Ilustración: Benjamin Schweighart/MIT-SSL)

Los imanes superconductores podrían ayudar a una flota de naves a volar en formación precisa sin usar sus limitadas reservas de combustible, dicen dos grupos de investigadores. Pero otros prevén problemas con la tecnología.

Muchas propuestas para misiones espaciales innovadoras requieren que múltiples naves vuelen en formación, incluyendo el Buscador de Planetas Terrestres de la NASA, el cual buscará planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas, y la Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA), que buscaría ondas en el tejido del espacio conocidas como ondas gravitatorias.

Una forma de mantener una nave en su posición correcta es usar impulsores, que disparan chorros de gas para empujar la nave en la dirección opuesta. Desafortunadamente, los impulsores pueden limitar el tiempo de vida de una misión debido a que depende de un suministro limitado de combustible.

Pero dos grupos de investigadores están desarrollando una tecnología que reemplaza los impulsores con electroimanes.

En este escenario, cada naves de la flota estaría organizada con bobinas hechas de cable superconductor. Lanzar corrientes eléctricas a través de las bobinas convierte cada nave en un imán con un polo norte y sur.

Ajustando la corriente, la orientación de los polos puede cambiarse para atraer múltiples naves entre sí o alejarlas, manteniéndolas a la distancia deseada.

Conjuntos solares

Un grupo liderado por David Miller del Laboratorio de Sistemas Espaciales del MIT en Cambridge, Estados Unidos, ha estado comprobando la idea en un laboratorio usando una nave simulada.

Los vehículos de prueba lanzan chorros de aire desde su base para levitar casi sin fricción sobre una mesa de vidrio para simular la flotación en el espacio. Usando bobinas superconductoras, los vehículos se atraen y repelen entre sí, e incluso se mueven hacia los lados relativos entre sí.

“El mayor avance es que no puedes quedarte sin combustible”, dijo Miller a New Scientist. “Las bobinas magnéticas trabajan solamente con energía eléctrica, la cual puede generarse a través de conjuntos solares que apunten a nuestra estrella”.

Sistema de refrigeración

Las bobinas superconductoras necesitarían mantenerse a temperaturas bajas para que trabajan correctamente – se requiere una temperatura de 77 K (-196 °C) para un material superconductor comercialmente disponible, por ejemplo. Esta temperatura podría lograrse con una combinación de aislamiento y un sistema de refrigeración alimentado eléctricamente, dice Miller.

Pero hay algunos obstáculos potenciales para esta tecnología, que se conoce como vuelo en formación electromagnético (EMFF).

Una preocupación es que los campos magnéticos generados por las bobinas interfirieran con la electrónica a bordo de la nave, dice Fred Hadaegh, que lidera los esfuerzos de vuelo en formación de la NASA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en Pasadena, California, Estados Unidos.

Miller cuenta con que el campo magnético no tiene por qué ser muy potente, y son más débiles que el campo magnético que ocurre de forma natural en la Tierra. Algún equipo sensible podrían envolverse en una fina capa de aleación de níquel-hierro conocida como mu-metal, la cual protege contra los campos magnéticos, dice.

Interferencia con la Tierra

Para algún equipo, sin embargo, el escudo no es una opción. Envolver una cámara en mu-metal bloquearía la luz que entra en la misma, haciéndola inútil. Y poner un escudo en una antena de radio evitaría que enviase o recibiese señales. Pero Miller dice que tales dispositivos podrían protegerse colocando pequeñas bobinas secundarias externas cerca de ellos, ajustadas de forma que cancelen localmente el campo de las bobinas principales.

El campo magnético que tiene lugar de forma natural en la Tierra podría también ser un problema para la técnica. Tiraría de los imanes, lo cual podría poner en giro la nave.

Pero un equipo liderado por Shin-ichiro Sakai de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA) cree que tiene una forma de solventar este problema. Presentaron recientemente su trabajo en una conferencia sobre vuelo en formación en Noordwijk, Países Bajos.

Para evitar que el campo magnético de la Tierra perturbe la nave, proponen un cambio en la polaridad de los imanes varis veces cada minuto. Esto evitaría que la nave acumulase un giro no deseado, dicen, sin interferir con las fuerzas entre los imanes necesarias para mantener la nave en formación.

Patrocinio militar

El equipo de Hadaegh es el responsable del desarrollo de la tecnología de vuelo en formación para el Buscador de Planetas Terrestres de la NASA, una misión que la agencia pospuso indefinidamente en 2006, en parte debido a las preocupaciones de que las técnicas de vuelo en formación estuviesen aún sin demostrar.

Dice que su equipo estudió EMFF para un posible uso en el Buscador de Planetas Terrestres. “Como tecnólogo, estaba entusiasmado por ver nuevos avances en tecnología, por lo que doy la bienvenida a cualquier tipo de ideas innovadoras”, dijo a New Scientist. Pero dijo que el equipo decidió que los impulsores tradicionales serían una mejor idea para la misión.

El Buscador de Planetas Terrestres se situaría muy lejos de cualquier perturbación gravitatoria, en un punto del espacio donde la gravedad de la Tierra se equilibre con la del Sol. En esta tranquila zona, se necesitaría realmente muy poco combustible para que los impulsores mantuviesen la formación de las naves, dice. Y comenta que no está satisfecho con que los problemas EMFF, como la necesidad de escudos, se hayan resuelto.

Aún así la idea es lo bastante prometedora como para que la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados del Ministerio de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) patrocine al grupo del MIT para su desarrollo t posible uso en un proyecto conocido como F6. Tal proyecto está encaminado a crear un conjunto de pequeñas naves que puedan hacer colectivamente todo lo que hace un gran satélite.

Esta entrada fue escrita el Lunes, 12 de mayo de 2008 a las 1:53 pm y archivada en Astronomía, Sondas y Misiones, Tecnologí­a. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.