A la Luna con un satélite propulsado por agua

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Una representación del Cislunar Explorers CubeSat separándose después del despliegue.

Crédito: Kyle Doyle

¿Un satélite propulsado por el recurso natural más abundante de la Tierra? Sí, es verdad. Cislunar Explorers, un equipo de estudiantes de la Cornell University guiados por Mason Peck, un ex alto funcionario de la NASA y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial, está tratando de ir a donde ningún equipo de CubeSat ha ido antes: alrededor de la luna. No sólo el grupo de Peck intenta lograr la primera órbita lunar con un satélite del tamaño de una caja de cereal, hecho enteramente con materiales reutilizados, sino que además lo está intentando con un propelente que se puede obtener con sólo abrir una canilla.

“Esto tiene un objetivo muy importante: demostrar que se puede utilizar agua como propulsor”, dijo Peck, quien se desempeñó como jefe de tecnología de la NASA en 2012-13.

Los Cislunar Explorers – “cislunar” significa “entre la Tierra y la Luna” – se encuentran en la fase 3, anteúltima fase de la etapa Ground Tournament del Cube Quest Challenge, patrocinado por el Space Technology Mission Directorate Centennial Challenge Program de la NASA.

El reto ofrece un total de U$S 5.5 millones a los equipos que cumplan con los objetivos de desafío: el diseño, construcción y entrega de pequeños satélites que sean capaces de realizar operaciones complejas cerca de y más allá de la luna.

Hasta el momento, el grupo de Cornell tiene dos finales en el podio, incluyendo un primer puesto en el Ground Tournament 2. Los tres primeros clasificados ganarán un viaje en el cohete Space Launch System (SLS) de la NASA a principios de 2018, ya sea para competir en el Deep Space Derby o en el Lunar Derby. El equipo de Cornell competirá en el segundo, que se centra en la propulsión de naves espaciales pequeñas y las comunicaciones cercanas a la Tierra.

Y mientras ganar la competencia es el principal objetivo del equipo, no es el único, dijo Peck.

“Por supuesto, nos gustaría ser el primer CubeSat en orbitar la luna”, dijo, “pero incluso si no lo hacemos, si podemos demostrar con éxito que el agua es todo lo que necesita para viajar en el espacio, hemos recorrido un largo camino hacia el logro de algunos objetivos importantes”.

Entre ellos: Comprobar la capacidad de utilizar recursos disponibles en el espacio y poner fin a nuestra dependencia de las tecnologías dependientes de materiales terrestres para explorar el espacio. La exploración espacial “sin masa” ha sido un objetivo de Peck es por años.

Si todo va según lo previsto, el Cislunar Explorers CubeSat despegará a bordo del cohete SLS y, en algún lugar entre la Tierra y la Luna, se deshará de la bodega de carga.

El satélite está en realidad compuesto por dos mitades en forme de “L”, que se separarán y se alejarán gradualmente, ambas con destino a la atmósfera de la Luna. Los satélites gemelos girarán a medida que avanzan, giro que crea un momento angular – piensen en una peonza – que ayudará a evitar que caigan fuera de curso.

Con energía capturada del sol, el agua almacenada en tanques en la parte inferior de la “L” se electroliza en hidrógeno y oxígeno, que se queman en ráfagas cortas, de 30 minutos a una hora de diferencia, para proporcionar propulsión. El giro también separará el agua líquida de los gases combustibles.

A medida que la nave entre en la atracción gravitacional de la luna, se ralentizará e ingresará en una órbita terrestre distante, para finalmente volver a conectar con la Luna días después. Es durante esta segunda cita que Peck y su equipo planean que el satélite esté viajando lo suficientemente lento como para ser absorbidos a la órbita lunar, a unas 6.200 millas de altitud.

Además de la propulsión a base de agua, la otra tecnología que se pretende comprobar es la navegación óptica, dijo el director del proyecto Kyle Doyle, un estudiante de doctorado en ingeniería aeroespacial. Según Doyle, cámaras a bordo de la nave tomarán constantemente imágenes del Sol, la Tierra y la Luna y compararán sus tamaños aparentes y la separación con sus efemérides – donde debería estar cada objeto en el momento en que se tomaron las imágenes.

“Usando geometría bastante simple, la nave puede decir, ‘OK, tengo que estar aquí, porque estos cuerpos se parecen a esto'”, dijo Doyle. “Es muy parecido a los antiguos exploradores utilizando el sol y la luna para navegar. Lo viejo es nuevo otra vez.”

La finalización de la competencia está prevista para un año después del lanzamiento del SLS.

TRADUCCIÓN DE:
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160915120522.htm