Investigadores de la Agencia Espacial Europea están probando lo que describen como el motor controlable más pequeño pero más preciso jamás construido para el espacio. Con una medida de 10 centímetros (4 pulgadas) de ancho y un tenue resplandor azul a medida que avanza, el motor de propulsión eléctrica de emisión de campo, o FEEP, produce un empuje promedio equivalente a la fuerza de un cabello que cae. Pero su rango de empuje y capacidad de control son muy superiores a los propulsores más potentes, y serán importantes para una futura misión espacial que pondrá a prueba la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
"La mayoría de los sistemas de propulsión se emplean para llevar un vehículo de A a B", explicó Davide Nicolini, del Departamento de Proyectos Científicos de la agencia, a cargo de la investigación del motor. "Pero con FEEP, el objetivo es mantener una nave espacial en una posición fija, compensando incluso las fuerzas más pequeñas que la perturban, con una precisión que ningún otro diseño de motor puede igualar".
Observar cómo se comportan los objetos cuando se separan de todas las influencias externas es una ambición de los físicos desde hace mucho tiempo, pero no se puede hacer dentro del campo de gravedad de la Tierra. Entonces, una misión de la próxima década llamada LISA Pathfinder (Antena espacial con interferómetro láser) volará 1.5 millones de km (900,000 millas) a uno de los puntos de Lagrange, L-1. Allí, las gravedades del Sol y la Tierra se cancelan entre sí, de modo que el comportamiento de un par de objetos de prueba flotantes se puede monitorear con precisión.
Pero para separar completamente el experimento del resto del Universo, todavía habrá algunas per-turbaciones restantes que superar, especialmente la ligera pero continua presión de la luz solar. Ahí es donde entra FEEP. Funciona según el mismo principio básico que otros motores de iones volados a bordo de la misión SMART-1 Moon de la ESA y otras naves espaciales: la aplicación de un campo eléctrico sirve para acelerar átomos cargados eléctricamente (conocidos como iones), produciendo empuje .
Pero aunque el empuje de otros motores de iones se mide en milinewtons, el rendimiento de FEEP se evalúa en términos de micronewtons, una unidad mil veces más pequeña. El motor tiene un rango de empuje de 0.1 - 150 micronewtons, con una capacidad de resolución mejor que 0.1 micronewtons en una respuesta de tiempo de un quinto de segundo (190 milisegundos) o mejor.
El motor utiliza cesio de metal líquido como propulsor. A través de la acción capilar, un fenómeno asociado con la tensión superficial, el cesio fluye entre un par de superficies metálicas que terminan en una rendija afilada. El cesio permanece en la boca de la ranura hasta que se genera un campo eléctrico. Esto hace que se formen pequeños conos en el metal líquido que han cargado átomos disparados desde sus puntas para crear empuje.
Se utilizarán doce propulsores para el Pathfinder LISA. Trabajando en conjunto con otro sistema de propulsión diseñado por la NASA, los propulsores deberían proporcionar control direccional al menos 100 veces más preciso que cualquier nave espacial anterior; hasta una millonésima de milímetro.
LISA involucra tres satélites separados por hasta cinco millones de kilómetros (tres millones de millas) y unidos por láser, que orbitan alrededor del Sol. El objetivo es detectar ondas en el espacio y el tiempo conocidas como ondas gravitacionales, predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein, pero hasta ahora no detectadas. Las ondas causarían pequeñas variaciones en la distancia medida entre los satélites.
El motor se probó el mes pasado, y una vez que se analizan las pruebas y se prueba el concepto, la tecnología FEEP se ha destinado a una amplia gama de otras misiones, que incluyen vuelo de formación de precisión para astronomía, observación de la Tierra y satélites sin arrastre para variaciones de mapeo en la gravedad de la tierra.
Fuente: ESA
