Investigadores del campus de Ourense demuestran que es posible completar una misión a Marte con propulsión eléctrica solar
OURENSE CIUDAD
El estudio realizado por Marco Casanova, Fermín Navarro y Daniele Tommasini eliminaría el peso que suponen los productos necesarios para la reacción química que usan los sistemas tradicionales
20 feb 2024 . Actualizado a las 09:00 h.Un trabajo publicado el pasado mes de enero por la revista Acta Astronáutica ha provocado que la comunidad científica vuelva sus ojos hacia el campus de Ourense. El artículo, titulado Estudio de viabilidad de una misión de propulsión eléctrica solar a Marte (originalmente en inglés: Feasibility study of a solar electric propulsion mission to Mars) lleva la firma de Marco Casanova, un joven ourensano graduado en la Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de Ourense que desde el 2021 trabaja en la Agencia Espacial Europea, y de dos docentes del mismo centro: Fermín Navarro y Daniele Tommasini. La investigación supone un avance importante en el desarrollo de sistemas de propulsión eléctrica que en los últimos años está cobrando cada vez más peso en la aplicación a satélites geoestacionarios; es decir, aquellos que orbitan en torno al ecuador terrestre como los que facilitan la transmisión de comunicaciones o los análisis meteorológicos. Sin embargo, el objetivo de esta investigación era demostrar que este sistema propulsor es también factible en caso de misiones interplanetarias. «Los resultados nos han confirmado que la opción que proponemos es muy superior a la que actualmente se utiliza para este tipo de misiones», explica Marco Casanova.
Este ingeniero aeronáutico ourensano recuerda que para esas misiones en las que hay que colocar la nave en órbitas de otros planetas suele utilizarse mayoritariamente la propulsión química. Incluso en las propuestas que están explorando el uso de la eléctrica (como en el caso de la misión BepiColombo, de la ESA) sigue aplicándose la opción química tradicional en la fase final, cuando el satélite llega al planeta de destino, para entrar en la órbita en la que se pretende ubicarlo. El problema de la propulsión química es que supone la suma de los kilos de esos productos necesarios para producir la reacción que desencadena la propulsión a los de la masa de la propia nave. «Puede suponer tener que mover un 60 % más de peso», matiza Marco Casanova. Eso supone, lógicamente, una mayor necesidad de combustible.
Cabe señalar que cuando se habla de un sistema de propulsión eléctrica no se trata de lo mismo que cuando se piensa en un vehículo eléctrico, en el que es una batería la que alimenta al coche. «En este caso siempre hay un combustible de por medio. Se utiliza un gas noble y se hace pasar por una serie de bobinas y otras instrumentaciones que hacen acelerar los electrones de ese gas y que salen despedidos de la nave generando esa propulsión», aclara.
Para lograr esa aceleración de los átomos del combustible se necesita una cantidad importante de energía y esta puede conseguirse bien utilizando algún generador nuclear que se instale a bordo o, como propone este estudio, con paneles solares que aporten esa potencia necesaria. Precisamente la novedad del estudio realizado por los tres investigadores vinculados a la Escuela de Ingeniería Aeroespacial ourensana es completar todo el proceso con esa alimentación energética.
Otro detalle que singulariza la investigación es que podría ejecutarse con la tecnología actual. «Es un aspecto que nos diferencia bastante, porque aunque hay algún estudio similar, usan motores o especificaciones de motores que aún no están en el mercado y faltan muchos años para desarrollar las tecnologías que proponen. En nuestro caso, no hay ningún aspecto de la misión que no se pudiera llevar a cabo a día de hoy», apunta Casanova.
El estudio ha logrado concretar una órbita en torno a Marte con un satélite que pesaría dos mil kilos, de los que 150 corresponderían a los instrumentos necesarios para realizar la misión y manteniéndose a 300 kilómetros de altura sobre la superficie del planeta rojo. «Es la distancia nominal habitual si, por ejemplo, se quiere llevar un telescopio en el espectro óptico para hacer algún tipo de observación», dice.
El ourensano Marco Casanova participa en la misión EarthCare de la ESA
Marco Casanova Álvarez (Bande, 1998) comenzó a trabajar en proyectos de la Agencia Espacial Europea en agosto del 2021, apenas un año después de graduarse en la Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de la Universidad de Vigo, ubicada en el campus de Ourense. Desde entonces no ha dejado de crecer profesionalmente. En estos momentos ocupa el cargo de ingeniero de operaciones espaciales en la ESA y está a cargo del subsistema del ordenador de a bordo para una misión que, con el nombre de Earth Care, se lanzará al espacio en apenas tres meses. «Estoy muy emocionado por participar en este proyecto que monitorizará el cambio climático y estudiará las nubes para entender cómo la radiación las atraviesa y llega hasta nosotros y cómo interactúan los aerosoles», cuenta este ingeniero aeroespacial que sigue vinculado al centro académico ourensano.
Actualmente Marco prepara un doctorado con una tesis sobre astrodinámica, precisamente el tema en el que se enmarca ese estudio sobre la viabilidad de la misión a Marte con propulsión eléctrica que realizó con Fermín Navarro y Daniele Tommasini.
Este trío de investigadores no seguirá, en principio, profundizando en el desarrollo de su propuesta. «Hemos presentado el análisis de viabilidad que fue lo que nos propusimos y queríamos demostrar. Ahora estamos explorando otras ideas que tenemos para otros proyectos», señala Marco, que confía en que su trabajo sirva para que otros investigadores avancen por el mismo camino.
De momento, varios medios internacionales y blogs de divulgación científica están comentando el trabajo. La iniciativa en la que han estado trabajando es fruto de una colaboración entre dos centros de investigación de la Universidad de Vigo: atlanTTic (el Centro de Investigación en Tecnologías de Telecomunicación), del que forma parte Fermín Navarro; y el recién creado Instituto de Física y Ciencias Aeroespaciais (IFCAE), en el que están tanto Marco Casanova como Daniele Tommasini.