La NASA usará combustible «verde» por primera vez
La misión demostrará las características excepcionales de un combustible “verde” de alto rendimiento desarrollado por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California. El propulsor combina el nitrato de hidroxilamonio con un oxidante que le permite quemar, creando una alternativa a la hidracina, el combustible altamente tóxico comúnmente utilizado por las naves espaciales en la actualidad.
Las naves espaciales aman la hidracina, pero es tóxica para los humanos. El manejo del líquido transparente requiere estrictas precauciones de seguridad: trajes de protección, guantes de goma gruesos y tanques de oxígeno. GPIM promete menos restricciones de manejo que reducirán el tiempo que lleva prepararse para el lanzamiento.
“Las naves espaciales podrían alimentarse durante la fabricación, simplificando el procesamiento en las instalaciones de lanzamiento, dando como resultado ahorros de costos”, explicó Christopher McLean, investigador principal de GPIM en Ball Aerospace de Boulder, Colorado. La compañía lidera esta misión de demostración tecnológica de la NASA.
Otra ventaja del propelente es el rendimiento. Es más denso que la hidracina y ofrece casi un 50% más de rendimiento, equivalente a obtener un 50% más de millas por galón en su automóvil. Esto significa que las naves espaciales pueden viajar más lejos u operar por más tiempo con menos propelente a bordo.
Créditos: Ball Aeroespacial
Para aprovechar los beneficios del propulsor, los ingenieros primero tenían que desarrollar hardware nuevo, desde propulsores y tanques hasta filtros y válvulas. GPIM utiliza un conjunto de propulsores que disparan en diferentes escenarios para probar el rendimiento y la confiabilidad del motor. Las maniobras planeadas incluyen el descenso de la órbita y el señalamiento de la nave espacial.
Aerojet Rocketdyne en Redmond, Washington, diseñó, construyó y probó exhaustivamente el sistema de propulsión GPIM. El hardware consiste en un tanque de propelente y cinco propulsores de 1 Newton para transportar el combustible no tóxico.
Fred Wilson, director de desarrollo comercial de Aerojet, tiene décadas de experiencia en sistemas de propulsión de naves espaciales. Wilson le dio crédito a la NASA por financiar la tecnología, a través de una demostración de vuelo. Llevar el propulsor verde del laboratorio al espacio asegura que la capacidad puede ser completamente adoptada por el gobierno y la industria.
“Si no fuera por la inversión inicial y el riesgo inherente de hacer algo por primera vez, esta tecnología probablemente ya estaría en el espacio”, dijo Dayna Ise, ejecutiva del programa de Misiones de demostración de tecnología de la NASA que administra GPIM. “La NASA se adelantó para financiarlo porque vemos el valor y el potencial de esta tecnología para impulsar el vuelo espacial”.
Sobre la base del trabajo de GPIM, Wilson dice que Aerojet está avanzando en una gama de otros sistemas de propulsión de nivel de empuje para utilizar un propelente verde de alto rendimiento.
“Vemos interés en el uso de propelente verde en la industria espacial”, dijo Wilson. “La tendencia es hacia satélites cada vez más pequeños, para hacer más misión en un paquete pequeño”.
La tecnología atrae a constructores de satélites pequeños y cúbicos que tienen presupuestos pequeños y grandes limitaciones de espacio y peso. Desde satélites pequeños hasta naves espaciales grandes, hay una amplia gama de misiones espaciales que pueden beneficiarse con el uso de un propulsor verde. “GPIM tiene el potencial de inspirar nuevas ideas y nuevas misiones”, dijo McLean.
GPIM ilustrará los beneficios del combustible verde y ayudará a mejorar la forma en que se diseñan y operan los satélites. El propulsor y el sistema de propulsión podrían usarse en lugar de la hidracina, independientemente del propósito o el destino de una nave espacial.
La NASA ha sido encargada de aterrizar humanos en la Luna en 2024 y establecer una presencia sostenible para 2028. Existe un potencial para que esta tecnología se use para una variedad de misiones lunares dentro del programa Artemis, pero primero debe demostrarse en el espacio.
GPIM es una misión de demostración de tecnología hecha posible por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA. Se basa en un equipo de especialistas de la industria gubernamental de la NASA, Ball Aerospace, Aerojet Rocketdyne y AFRL. GPIM es uno de los más de 20 satélites que se lanzan como parte de la misión del Programa de Pruebas Espaciales del Departamento de Defensa-2 (STP-2), que es administrada por el Centro de Sistemas de Misiles y Espacio de la Fuerza Aérea de los EE. UU.