Ingenieros, estudiantes y becarios del Centro tecnológico Aeroespacial (CTA), de la facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, desarrollaron un dispositivo que será capaz de efectuar una medición cuantitativa in situ de la densidad atmosférica, considerando todos los efectos y fenómenos presentes en altitudes entre 340 a 450 km. De esta manera, será posible controlar la denominada basura espacial. Este avance tecnológico surgió en el marco del certamen International Space and Scientific Payload Competition, que se desarrolló esta semana en el China Manned Space y el China Education Association for International Exchange,. Allí, el que el equipo del CTA recibió la medalla de bronce.
La basura espacial es un problema que ha ido en aumento en los últimos años de la mano dela intensificación de las actividades espaciales a nivel global. Se consideran desechos espaciales todos los satélites inoperativos, las últimas etapas de los cohetes de lanzamiento, los soportes y desechos liberados intencionadamente durante la separación del satélite de su vehículo de lanzamiento, los efluentes sólidos y las partículas o fragmentos procedentes de colisiones, habiendo unos 34.000 objetos en órbita según la Oficina de Desechos Espaciales de la European Espacial Agency (ESA).
El instrumento denominado “Túnel de viento espacial” (Space Wind Tunnel, en inglés), una vez validado, representará un avance de gran relevancia en materia de ingeniería aeroespacial. Es que, obtener un valor de densidad atmosférica a esas altitudes permitirá tener una estimación de la vida orbital de un satélite, a la vez que va a determinar con más certeza los tiempos de recuperación de elementos orbitales, y ayudar a estimar mejor un decaimiento orbital y de esa manera tener un control de la basura espacial.
El “Túnel de viento espacial” de la UNLP, surgió como un proyecto de investigación para la participación de este equipo en la competencia ISSSP (International Space and Scientific Payload Competition), organizada por China Manned Space (CMS) y los co organizadores: China Education Association for International Exchange (CEAIE) y el “Belt and Road” Aerospace Innovation Alliance (BRAIA), en la que participaron más de 30 grupos de todo el planeta.
Para desarrollar este avance tecnológico, se definieron tres etapas en el plan de acción: diseño conceptual; definición y caracterización; y por último la etapa de configuración.
El experimento se basa en un capacitor de placas paralelas que obtendrá la medida de la densidad de flujo total presente en una órbita LEO, y como soporte para validar los resultados, un espectrómetro de masas que permite medir la densidad del flujo de iones.
Ambos modelos comparten los datos obtenidos para verificar el rendimiento esperado, confirmar datos cuantitativos, detectar y/o diferenciar fenómenos implicados en la ionosfera.
Los integrantes del equipo del CTA, denominado FrACMaS TEAM explicaron que “el certamen consistió en un diseño innovador de un experimento de carga espacial con el propósito de utilizarlo en la Estación Espacial China que se completará este año y tendrá una vida orbital mayor a 10 años. Con ese fin creamos este dispositivo.”
“La órbita de la estación espacial está completamente fuera de la atmósfera terrestre y ubicada en la capa F2 de la ionosfera, además se tiene un ambiente de radiación. Esta radiación proviene de los rayos cósmicos galácticos y los rayos cósmicos solares”, agregaron las y los participantes de la competencia.
El director del CTA, Marcos Actis detalló “tener un valor de densidad es importante ya que se utiliza en los modelos matemáticos de la vida orbital de objetos que orbitan alrededor de la tierra. Estos modelos se utilizan para validar los requerimientos internacionales de desechos espaciales que proponen una vida orbital de no más de 25 años. Por otro lado, también se utilizan con frecuencia para calcular el tiempo de recuperación, tripulación y/o misiones de rescate, entre otros problemas”.
Según los integrantes del equipo, actualmente existen modelos que presentan resultados poco exactos y precisos, porque combinan una teoría que no se corresponde con el fenómeno real. Considera un solo coeficiente de resistencia para diferentes geometrías y diferentes condiciones de flujo, además de una estimación de la densidad basada en modelos.
El diseño del experimento se basa en un condensador de placas paralelas que obtendrá la medida de la densidad de flujo total presente en esa órbita y, como soporte para la validación de los resultados, un espectrómetro de masas que permita medir la densidad de flujo iónico.
Del proyecto del túnel del viento espacial participan Matías Adriano, Santiago Lorenzo, Frida Alfaro, Francisco Teryda, Aldana Guilera, Charo Miquelarena y Fernanda Rodríguez, bajo la coordinación del dr. Alejandro Patanella.