Qué combustible usan los satélites
Los satélites, como cualquier vehículo, necesitan combustible con el que desplazarse, y sobre todo, mantenerse en órbita. La proliferación de los últimos años así como la culminación de desarrollos de décadas posiciona estos aparatos como uno de los únicos puntos donde la mejora es ya marginal hasta el efusivo perfeccionamiento de la fusión nuclear.
Por qué usar un combustible diferente en los satélites y los cohetes
El combustible para cohetes está pensado para proporcionar un empuje instantáneo, inmenso y muy corto. Mientras que los satélites necesitan todo lo contrario, funcionar durante años, con muy baja potencia y con maniobras que pueden extenderse semanas o meses. Las reglas de limitación de residuos espaciales, además, han terminado de dar carpetazo a la posibilidad de usar los poco habituales, en satélites, methalox, kerolox o hidrolox. Sin embargo, las mismas ventajas que presenta para los cohetes y con una gran mitigación de sus problemas, la hidracina sigue siendo común a lanzadores y orbitadores.
Este tóxico combustible reacciona produciendo llama en ambientes sin oxígeno como el espacio. Esta llama, al final implica la expansión de los gases y la propulsión en sentido contrario a la cual apuntásemos ese chorro. La gran ventaja que presenta este combustible sobre los anteriores es que puede ser almacenado sin demasiada complejidad durante años. Los otros, debido a su composición necesitan mantenerse a temperaturas extremadamente bajas y aún se trabaja en lograrlo por tiempos prolongados en el espacio.
La revolución eléctrica
En el caso de los satélites hay dos revoluciones “ecológicas” conviviendo en la actualidad. La primera es eléctrica, aunque no es estrictamente lo que consigue el impulso. En cambio, se usa un gas noble, generalmente xenon, este recibe una corriente eléctrica en el motor iónico. Al recibir ese impulso, los átomos del propelente se excitan y desprenden un ión. Pero para cualquiera familiarizado con la segunda ley de Newton, que rige la propulsión espacial, hay un fallo. La masa de este ion es diminuta, por tanto, hacen falta velocidades altísimas para generar algún tipo de impulso apreciable.
Y así sucede, esos iones, con pesos que están en el entorno de los 2,2 × 10⁻²⁵ kilogramos, o lo que es lo mismo, veinticinco ceros seguidos de dos doses. A cambio, esas diminutas partículas salen despedidas a velocidades de hasta 50 000 kilómetros por segundo. Aún así, estos motores son particularmente poco potentes y su uso estaba más en las sondas espaciales que en los satélites, pero todo cambió con Starlink.
Esa megaconstelación fue la primera en emplear de forma extensa este tipo de propulsión y sus efectos se sienten por toda la industria y la implantación no deja de crecer. Pueden funcionar durante mucho tiempo con bajas tasas de fallo, además permiten cargar cantidades mínimas de propelente, lo que a su vez aligera los lanzamientos, un cuello de botella en las mega constelaciones. La aparición de nuevos compuestos como el argón, abarataron sus costes permitiendo la actual masificación.
La revolución verde
Pero no solo están los motores iónicos, una suerte de revolución verde está desplazando aún más la hidracina como propelente en satélites. Los llamados combustibles verdes se pueden asemejar a los aclamados SAF en aviones. Igual que el Combustible Sostenible de Aviación se trata de derivados artificiales de otros productos más simples que se empleaban, pero en vez de derivar del petróleo, lo hacen de la hidracina. Aunque hay excepciones como el de la española Pangea Aerospace usando una combinación de agua oxigenada y otro compuesto confidencial.
Debido a la toxicidad de la hidracina, estos combustibles se presentan como la alternativa, más que ecológica, barata. No tienes que costear complejas instalaciones, transportes peligrosos o procesamientos difíciles y lentos. En realidad, los procesos de recarga de estos nuevos combustibles se asemejan relativamente al proceso en una gasolinera. Nada que ver con las extremas medidas que rodean el repostaje con hidracina donde se usan trajes con atmosfera independiente y el personal mínimo.
Especialista en el programa espacial indio.
Universidad de Oviedo.