Motor de Plasma sin electrodos, proyecto español UC3M

[joseluis7696]

Los propulsores de plasma consumen menos propulsor que los cohetes de combustión química, lo que permite misiones más largas, ambiciosas y económicas. Las tecnologías existentes, sin embargo, utilizan electrodos metálicos en contacto con el plasma para operar, que es una de sus debilidades, ya que se deterioran hasta que los propulsores dejan de funcionar, limitando su durabilidad, su rango de funcionamiento y el tipo de propulsores que pueden utilizar. Recientemente se ha propuesto una nueva familia de propulsores de plasma sin electrodos como solución a estos problemas, aunque todavía se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y todavía tienen un amplio margen de mejora.

“Estos propulsores tienen una cámara de ionización cilíndrica abierta en un extremo, a través de la cual se expulsa y acelera el plasma, guiado por un campo magnético aplicado”, explica el investigador principal de este nuevo proyecto, Mario Merino, del Departamento de Bioingeniería y Aeroespacial Ingeniería en UC3M. Su objetivo es desvelar los fundamentos físicos de estos propulsores para comprender los mecanismos implicados en el calentamiento electromagnético del plasma y su transporte de partículas, aumentando su eficiencia.

Un plasma tiene características propias que no se observan en sólidos, líquidos o gases, por lo que se considera otro estado de la materia. Comprender el papel de la turbulencia y la interacción del plasma con los campos electromagnéticos y con las paredes del propulsor son algunos de los objetivos clave de este proyecto. “También vamos a investigar una nueva geometría para propulsores de plasma sin electrodos por primera vez, basada en una patente de la Universidad”, apunta Mario Merino. Esta nueva geometría evitaría muchos de los problemas que tienen los propulsores cilíndricos actuales, como el hecho de que no cuentan con un apantallamiento magnético completo de sus paredes. “Se está perdiendo mucho plasma en la pared trasera, lo que provoca la ineficacia del propulsor”, añade.

El propulsor que los investigadores pretenden desarrollar resolvería este problema con una nueva geometría en forma de U y un campo magnético toroidal (en forma de "rosquilla" deformada en un extremo) que protegería todas las paredes del propulsor del impacto directo del plasma. “Satisfaría las necesidades de propulsión para misiones espaciales a muy distintas potencias y con múltiples propulsores, tanto en órbita terrestre como para misiones a la Luna o Marte, de una forma más barata, más eficiente y más duradera”, señalan los científicos.

Los investigadores utilizarán una metodología multidisciplinar en el marco de este proyecto. Por un lado, desarrollarán modelos y simulaciones de última generación del plasma y campos electromagnéticos. Por otro lado, realizarán experimentos en las cámaras de vacío de Plasma y Space Propulsion and Team (EP2) de la Universidad para observar directamente cómo funcionan estos propulsores, utilizando una gama completa de sistemas de diagnóstico de plasma. Finalmente, utilizarán técnicas avanzadas de análisis basadas en datos que permitirán extraer una gran cantidad de información de la simulación y los datos experimentales.

“El proyecto ZARATHUSTRA también nos permitirá formar al menos a seis jóvenes investigadores en técnicas de simulación y experimentación de vanguardia en física del plasma, desarrollo de sistemas de propulsión y otras áreas afines, reforzando las capacidades de EP2 en la UC3M, que cuenta con una dilatada experiencia en investigación. e innovación en diversas tecnologías de propulsión espacial ”, añade Mario Merino.

ZARATHUSTRA (Revolutionizing Advanced Electrodeless Plasma Thrusters for Space Transportation) es un proyecto de cinco años financiado por el Consejo Europeo de Investigación con 1,5 millones de euros a través de una ERC Starting Grant dentro del programa de investigación e innovación Horizon de la Unión Europea (GA 950466)

[Yoel Lana-Renault]

Hola Jose Luis

Muy interesante pero me surge una pregunta:

¿Cómo fabrican el plasma?

Un abrazo, Yoël

[sergio moragrega]

Creo que su tecnología de propulsión se basa en el mismo concepto empleado para crear plasma por inducción en estos tubos fluorescentes sin electrodos.


http://luminotecniatotal.blogspot.com/2 ... ccion.html

[joseluis7696]

Hola Sergio,
Creo que el sistema difiere en algo fundamental, el motor de plasma de la UC3M es abierto por un extremo, por donde se expulsa el plasma acelerándolo sin electrodos. Eso es lo que propulsa al motor en la dirección contraria.

El artículo lo tome prestado de una página y lo traduje, pero es cierto que no explica gran cosa. Normalmente se genera el plasma ionizando un gas que se lleva a bordo, típicamente Xenón, mediante generadores de alta tensión alimentados por fotovoltaicos. Luego se acelera eléctricamente y se conforma y contiene con campos magnéticos. Lo que se trata de evitar es la degradación física de los electrodos y de la pared del impulsor. Pero no me entero bien cómo lo hacen.

Como es un proyecto de la UC3M, debiera poderse obtener más información, sería cuestión de escribir al Investigador Principal, Mario Merino. Es un proyecto financiado con dinero público europeo y no debiera haber tanto secretismo. El proyecto se llama, (en el mejor estilo NASA) Zarathrusta (Revolutionizing Advanced Electrodeless Plasma Thrusters for Space Transportation).

Esos fluorescentes de inducción fueron un invento , creo que de Philips, pero no cuajaron y ahora con los LEDs todo eso es superobsoleto

[sergio moragrega]

yo solo he dicho que creo que el concepto físico-electrónico para generar el plasma en el proyecto de propulsión es análogo al concepto físico-electrónico empleado en el sistema de inducción del tubo cfl ... únicamente me he referido al concepto físico-electrónico en ningún momento he comparado el hardware de una lampara de inducción con el hardware del sistema de propulsión.

[Rovellat]

Trabajo para Sergio......

https://www.diariodemallorca.es/tendenc ... 55027.html

Cogedlo con pinzas; es teórico.