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Una nueva solución podría limpiar la basura espacial con haces de iones

Originalmente concebido como defensa contra asteroides, el sistema de plasma podría encontrar un nuevo propósito.

La basura espacial es un problema cada vez mayor, y con la industria espacial privada compitiendo para hacer turismo en la órbita terrestre baja (LEO), será cada vez más apremiante. La Agencia Espacial Europea estimó en 2017 que había 19.894 pedazos de basura espacial dando vueltas alrededor de la Tierra, con un peso combinado de al menos 8.135 toneladas. Un proyecto de investigación internacional de Japón y Australia ofrece una nueva solución potencial: un pastor de haces de iones (IBS), un enfoque sin contacto todavía hipotético diseñado originalmente para la desviación de asteroides.

El IBS es un concepto relativamente nuevo, presentado formalmente al mundo en un documento académico en 2012. Originalmente destinado para la desviación de asteroides, el documento lo describe como un haz que “se puede generar con motores de iones de última generación de una nave espacial flotante sin necesidad de apego físico o interacción gravitacional con el cuerpo celeste”.

Con un satélite disparando un rayo de plasma y múltiples sistemas de propulsión manteniéndolo en su lugar, el sistema podría hipotéticamente mover grandes asteroides. Y ahora, dicen los científicos, podría usarse para despejar la basura espacial que órbita la Tierra. En lugar de empujar un asteroide hacia un lado, empujaría los escombros hacia la atmósfera de la Tierra, dejándola quemarse inofensivamente.

“Si la remoción de escombros puede ser realizada por un solo sistema de propulsión de alta potencia, será de gran utilidad para futuras actividades espaciales”, dijo el profesor asociado Kazunori Takahashi de la Universidad Tohoku en Japón, en un comunicado de prensa .

Un problema con un IBS como hipotético es la Tercera Ley de Newton. Como cada acción tiene una reacción igual y opuesta y no hay fricción para mantenerla en su lugar, el IBS se empuja hacia atrás con cada explosión. Esto significa que sería necesario diseñar un sistema de propulsión secundario, lo que puede aumentar el tamaño y el peso de un satélite.

Para resolver el problema, los científicos japoneses y australianos proponen usar lo que se conoce como hélices de doble capa de helicón. La Dra. Christine Charles, inventora de la hélice de helicones, es coautora del artículo que describe este nuevo método publicado en Scientific Reports .

El propulsor de Helicón recibe su nombre de las bobinas de helicón que utiliza, versiones de las cuales se pueden usar en cualquier cosa, desde el sector aeroespacial hasta la reparación de calderas. Una onda electromagnética viajera, creada con una bobina de helicón, se mezcla con una corriente eléctrica para manipular el plasma en movimiento.

En un experimento de laboratorio con un propulsor de helicón, la “eyección bidireccional de las plumas de plasma del único propulsor de plasma fue controlada con precisión con un campo magnético e inyección de gas”. En otras palabras, fue capaz de controlarse y moverse exactamente donde los científicos querían que se moviera.

“El propulsor de plasma de helicón es un sistema sin electrodos que le permite llevar a cabo largas operaciones realizadas a un nivel de alta potencia” dice Takahashi. “Este descubrimiento es considerablemente diferente a las soluciones existentes y hará una contribución sustancial a la futura actividad humana sostenible en el espacio”.

El próximo paso para cualquier sistema activo de remoción de escombros, por supuesto, es probarlo en el espacio. Eso es precisamente lo que hizo un equipo de científicos británicos hizo hace una semana con un método muy diferente: las redes.

Fuente: Universidad de Tohuku

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