Investigadores da UVigo realizan o deseño conceptual dunha misión a Xúpiter con propulsión 'eficiente e sostible'

O artigo publicado leva por título Conceptual design of electrodynamic multi tether system for self-propelled Jovian capture e está asinado por Marco Casanova (investigador da Área de Enxeñaría Aeroespacial da Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo do campus de Ourense e estudante de Enxeñaría Espacial da Universidad Carlos III de Madrid); Fermín Navarro (Área de Enxeñaría Aeroespacial da UVigo) e Daniele Tommasini (Departamento de Física Aplicada da UVigo). O traballo, explican os seus responsables, é unha evolucion do traballo de fin de grao que Marco Casanova presentou o pasado ano na Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo coa supervisión dos profesores do centro Fermín Navarro e Daniele Tommasini. Foi un dos primeiros traballos fin de estudos lidos nesta escola, que o pasado curso académico graduou a súa primeira promoción, da que Marco Casanova forma parte. “É para min un orgullo como recentemente egresado da Universidade de Vigo publicar nunha das revistas de referencia no campo dos sistemas espaciais”, comenta.

Innovación no sistema de propulsión

Ao respecto da elección de Xúpiter para este estudo, Marco Casanova indica como “tras 60 anos de exploración interplanetaria, os planetas exteriores do sistema solar seguen sendo de interese científico, pois poden resolver moitas dúbidas sobre a formación deste sistema solar”. Nas últimas décadas, engade, a procura de formas de vida fóra da Terra puxo no punto de mira as lúas de Xúpiter. É neste marco, tal e como sinala o investigador, onde xorde o deseño conceptual dunha misión a Xúpiter usando un novo tipo de propulsión, eficiente e sostible, xerada por "un sistema multitether no que nin o consumo de masa nin o consumo de potencia son necesarios, simplemente é necesaria a interacción do dispositivo co ambiente".

En contrapartida coa tradicional propulsión química e a cada vez máis de moda propulsión eléctrica, Marco Casanova explica que os tethers electrodinámicos que se empregan neste traballo conseguen enerxía (propulsiva e eléctrica) grazas á interacción co campo magnético do planeta en presenza de plasma (que é unha atmosfera exterior de partículas cargadas que rodean un planeta). Sobre como funciona este sistema de tethers, o egresado da UVigo apunta como “o principio de operación é simple: trátase dun cable moi longo e fino no cal se induce unha corrente eléctrica cando este se move a través dun campo magnético en presenza de plasma. É por iso que un sistema de propulsión baseado en tethers electrodinámicos só é efectivo nas proximidades de planetas que cumpran estas condicións (como son a Terra e os planetas exteriores como Xúpiter)”.

Para poder entender o seu funcionamento, Marco Casanova exemplifica como “se estamos nunha bicicleta nunha baixada, simplemente polo lugar no que estamos, deixándonos levar e sen pedalear, somos capaces de chegar ata o final, grazas ao potencial gravitatorio entre o punto final e inicial”. En cambio, engade, se estamos abaixo e queremos subir, é necesario conferir de forma externa a enerxía necesaria para chegar ata arriba (por exemplo pedaleando). “O mesmo razoamento pódese facer se falamos de deseño de traxectorias espaciais: se non hai no ambiente ningunha forza que poidas empregar para conseguir un obxectivo, sempre está a posibilidade de producir dita forza cun motor, pero para algúns escenarios como o presentado neste traballo hai moitas outras posibilidades moi interesantes, nas cales non é necesario producir enerxía propulsiva senón utilizar a remanente no medio”, afirma.

No traballo publicado en Acta Astronautica, os investigadores da UVigo estudan un caso específico de misión no que tres tethers electrodinámicos son a configuración óptima para que o satélite sexa capturado por Xúpiter. “Unha vez a captura é producida, dito sistema pode ter múltiples usos: primeiramente conseguir a órbita desexada para a misión, máis tarde mantela e finalmente xerar potencia eléctrica que pode ser usada nos distintos instrumentos a bordo”, destacan. Esta última vantaxe, engaden, “é clave xa que a distancia de Xúpiter ao Sol fai moi pouco efectivos os paneis solares, que son a principal fonte de xeración de potencia usada no espazo a distancias inferiores”.