La Nasa acaba de validar un nuevo tipo de propulsor, o combustible, para naves espaciales de todos los tamaños. En lugar de hidracina tóxica, las misiones espaciales pueden utilizar un propulsor “verde” menos tóxico y tecnologías compatibles diseñadas para acompañarlo.
En poco más de un año desde su lanzamiento, la Misión de Infusión de Propelente Verde de la Nasa (GPIM) demostró con éxito que un propulsor y un sistema de propulsión nunca antes utilizados funcionan según lo previsto, demostrando que ambos son opciones prácticas para misiones futuras.
GPIM se propuso probar un monopropelente, un propelente químico que puede quemarse por sí solo sin un oxidante separado, llamado Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic (ASCENT). Anteriormente conocido como AF-M315E, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EEUU inventó el propulsor en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California. Es una alternativa a la hidracina monopropelente.
“Esta es la primera vez en 50 años que la Nasa probó un nuevo monopropelente de alto rendimiento en el espacio”, dijo Tim Smith, gerente de la misión GPIM en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la Nasa en Huntsville, Alabama. “Tiene el potencial de complementar o incluso reemplazar a la hidracina, que las naves espaciales han utilizado desde la década de los 60”. Con sede en Marshall, el programa Technology Demonstration Mission (TDM) de la Nasa gestiona la misión.
La demostración efectiva del propulsor de GPIM allanó el camino para la aceptación de ASCENT por parte de la Nasa en nuevas misiones. La próxima misión de la agencia que utilizará ASCENT será Lunar Flashlight. La pequeña nave espacial, que tiene como objetivo proporcionar información clara sobre la presencia de depósitos de agua dentro de los cráteres de la Luna, se lanzará como una carga útil secundaria en la misión Artemisa I, la primera prueba de vuelo integrada de la nave espacial Orion de la Nasa y el cohete SLS.
A pesar de ser de color rosa, ASCENT se considera “verde” por su toxicidad significativamente reducida en comparación con la hidracina, que requiere trajes de protección y procedimientos de procesamiento de carga de propelente rigurosos. Es más seguro de almacenar y usar, requiriendo un mínimo de equipo de protección personal como batas de laboratorio, gafas y guantes. Además de ser más fácil y menos costoso de manejar aquí en la Tierra, al cargar una nave espacial con propulsor, por ejemplo, ASCENT permitirá que la nave espacial viaje más lejos u opere más tiempo con menos propulsor en su tanque, dado su mayor rendimiento.
Pero para probar el propulsor en una pequeña nave espacial, el equipo de GPIM tuvo que desarrollar hardware y sistemas compatibles con el líquido. Aerojet Rocketdyne de Redmond, Washington, diseñó y construyó los cinco propulsores a bordo del GPIM. Aerojet Rocketdyne y Ball Aerospace de Boulder, Colorado, co-diseñaron los otros elementos del sistema de propulsión.
Mientras estaba en órbita, GPIM probó el propulsor y el sistema de propulsión, incluidos los propulsores, los tanques y las válvulas, mediante la realización de una serie planificada de maniobras orbitales. Las maniobras de control de actitud, el proceso de mantener un control estable de un satélite y la reducción de la órbita demostraron el rendimiento proyectado del propulsor antes de la misión, mostrando un aumento del 50% en el consumo de combustible de la nave espacial en comparación con la hidracina.
Con los objetivos de demostración de tecnología casi completos, la misión demostró que ASCENT y el sistema de propulsión compatible son una alternativa viable y eficaz para la Nasa y la industria de vuelos espaciales comerciales, dijo Smith. “Podemos atribuir el éxito de GPIM a una sólida asociación”, añadió.
La Dirección de Misión de Tecnología Espacial de la Nasa seleccionó a Ball Aerospace para liderar la misión en 2012. Además de construir la nave espacial del tamaño de un mini refrigerador, la compañía integró y probó las cargas útiles y el sistema de propulsión antes del lanzamiento y brinda apoyo a las operaciones de vuelo.
“Nos complace anunciar que las operaciones de vuelo han sido muy fluidas, con el nuevo subsistema de propulsión funcionando como lo anticipamos”, dijo Christopher McLean, investigador principal de GPIM para Ball Aerospace. “Apreciamos enormemente la asociación y el apoyo continuo a lo largo de esta misión de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la Nasa y la oficina de gestión de programas en Marshall”.
GPIM se acerca a la finalización de la misión y la nave espacial ha iniciado una serie de encendidos de desorbitación. Aproximadamente siete encendidos reducirán la órbita a aproximadamente 180 kilómetros y agotarán el tanque propulsor. La pequeña nave espacial se quemará en la atmósfera de la Tierra al hacer la reentrada, prevista para finales del mes de septiembre.
