Sistemas espaciales de portal
En el transcurso de las últimas siete décadas, la gran mayoría de los satélites se han puesto en órbita con propulsión principalmente como una ocurrencia tardía. Eso no quiere decir que tener propulsores no sea importante, pero una vez que el vehículo alcanzó su órbita prevista, la propulsión a bordo se utilizó principalmente para mantenerse en posición y realizar pequeñas maniobras.
De hecho, una de las obviedades sobre los vuelos espaciales ha sido que un vehículo no irá a ninguna parte después de alcanzar una órbita particular. Esto se debe a que la energía necesaria para realizar cambios significativos en la órbita alrededor de la Tierra es muy alta.
Hoy en día, en el espacio, las opciones actuales de maniobrabilidad en órbita no son óptimas. Existen propulsores convencionales propulsados por cohetes que requieren una cantidad extraordinaria de propulsor para moverse. Hay propulsores de iones, que consumen mucho más combustible, pero no pueden realizar cambios rápidamente. Y eso es realmente todo.
Delta-v es difícil
Pero una nueva empresa, Portal Space Systems, surgió el martes de manera sigilosa con una alternativa: la propulsión solar térmica. El fundador de la empresa, Jeff Thornburg, dijo que Portal Space se centrará en la movilidad en órbita.
«Históricamente, toda propulsión ha sido diseñada para mantener la posición de los satélites, no para la maniobrabilidad», dijo en una entrevista. «Y demasiados clientes comerciales y militares están luchando con cómo gastar el poco delta-v que tienen antes de que termine la vida útil de sus activos».
«Delta-v» es la forma en que la industria espacial mide el cambio de velocidad que una nave espacial es capaz de realizar; más precisamente, es una medida de la impulso por unidad de masa de la nave espacial. Entonces, si su nave espacial tiene una capacidad delta-v de 500 metros por segundo (1120 mph) y comienza a una velocidad de cero, luego de quemar todo su propulsor viajaría a 500 m/s.
Esta resulta ser la moneda del Sistema Solar. Se requiere una cantidad extraordinaria de delta-v para pasar desde la superficie de nuestro planeta a la órbita terrestre baja (LEO), casi 10.000 m/s. Por eso se necesitan cohetes potentes para lanzar satélites. Después de llegar a LEO, los costos relativos delta-v para ir a lugares desde allí son más bajos, pero aún altos. Por ejemplo, llegar a la superficie de la Luna desde LEO cuesta otros 6.000 m/s. Este gráfico proporciona una buena descripción general de los costos de delta-v.
La mayoría de los satélites se lanzan con 500 m/s o menos de delta-v disponible. Esto les permite ajustar sus órbitas y realizar algunas maniobras básicas para evitar conjunciones con otros satélites o desechos. Pero esta no es suficiente capacidad de propulsión para realizar cambios significativos en sus órbitas.
Delta-v para ti
Aquí es donde Portal Space cree tener una solución. Thornburg dice que la compañía está desarrollando una nave espacial basada en el concepto de propulsión solar térmica, que utiliza energía solar para calentar el propulsor y producir empuje. Estos motores se han estudiado durante décadas, pero nunca se han desarrollado con fines prácticos. La compañía no ha revelado su propulsor elegido, pero Thornburg dijo que se puede almacenar en órbita y no es tóxico como la hidracina. (Podría ser algo así como amoníaco).
Desde que fundó Portal en noviembre de 2021, Thornburg dice que él y su equipo están resolviendo los desafíos técnicos inherentes al sistema con su bus satelital Supernova. Estas naves espaciales, dijo, tendrán una movilidad impresionante: 6.000 m/s de delta-v. Eso es suficiente para pasar de órbitas superiores al espacio cislunar y viceversa.
Él imagina una flota de vehículos Supernova recargables en órbita terrestre media y geoestacionaria capaces de descender en picado a varias órbitas y brindar servicios como entrega de propulsor, movilidad y observación para satélites comerciales y militares. Su visión es proporcionar capacidad de respuesta en tiempo real para los satélites existentes. Si es necesario realizar una maniobra de emergencia, un vehículo Supernova podría llegar allí en un par de horas.
«Si vamos a tener una verdadera economía espacial, eso significa servicios de logística y suministro», dijo.
Desarrollar una nave espacial con un novedoso sistema de propulsión y una enorme capacidad delta-v puede parecer ambicioso, especialmente para una pequeña startup. Sin embargo, Thornburg tiene cierta experiencia creíble, ya que trabajó en el ejército, para la NASA y en varias compañías espaciales, incluida SpaceX, donde fue vicepresidente de propulsión y diseñador principal del motor del cohete Raptor.
Portal Space anunció el jueves que recibió 3 millones de dólares en financiación de la Fuerza Espacial de EE. UU. para apoyar el desarrollo del bus satelital Supernova. Thornburg dijo que la compañía planea lanzar su primer satélite a fines de 2025 o principios de 2026. Probablemente irá a la órbita terrestre media y, como mínimo, demostrará su gran capacidad delta-v.