La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Posts Tagged ‘Dawn’

Jugar con un propulsor de iones

Posted by Carlos en febrero 25, 2008

Hace un par de días hablábamos de la misión Dawn que explorará Ceres y Vesta en el cinturón de asteroides, y del propulsor de iones del que está dotada la sonda. Precisamente en relación a este último, en la web oficial de la misión hay un par de applets de java que en plan didáctico permiten jugar un poco con el diseño del propulsor de iones. El primero de los applets es parecido al juego “Gravity” (del que hablamos hace tiempo). Si en este último había que poner masas en órbita durante el mayor tiempo posible, en el que nos ocupa ahora hay que disponer unas ciertas cargas eléctricas (positivas y negativas) en un plano, de manera que una carga de prueba disparado desde un extremo de la pantalla alcance un objetivo en el otro extremo. Puede ser interesante practicar primero un poco con el tutorial que se ofrece en la web.

Charge simulator

El segundo applet es un modelo más realista del propulsor de iones. En él tenemos que jugar con dos parámetros que corresponden a elementos reales del motor: la separación entre dos placas cargadas y la diferencia de potencial entre las mismas. La idea básica es que un flujo de electrones va a ionizar el xenón que hay en la cámara. La primera placa actúa de “lente de enfoque” atrayendo a los iones Xe+ y dirigiéndolos en la dirección correcta hacia la segunda placa. Ésta tiene una mayor carga negativa y acelera a los iones con el objetivo de aprovechar su momento lineal para impulsar la sonda. Si la separación entre las placas o la diferencia de potencial entre las mismas es muy pequeña, los iones no se aceleran lo suficiente, y si la separación es muy grande se pierde “enfoque” y se consume más energía (tanta más cuanto más alta sea la diferencia de potencial). ¿Quién dijo que la ingeniería no es divertida?

Design your own ion engine
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Misión Dawn: Hacia el cinturón de asteroides

Posted by Carlos en febrero 21, 2008

El pasado 27 de septiembre se produjo el lanzamiento por parte de la NASA de la sonda Dawn, cuya misión es explorar los dos mayores cuerpos del cinturón de asteroides: Ceres (ahora planeta enano) y Vesta. Se trata de una misión muy interesante, tanto desde el punto de vista científico como del ingenieril. Con relación a lo primero, los datos que se obtengan en relación a la morfología y composición de Ceres y Vesta resultarán de gran utilidad para comprender el proceso de acreción que tuvo lugar en los albores del Sistema Solar. El siguiente vídeo (narrado por Leonard Nimoy) resume de manera general el fundamento y objetivos de la misión. El encuentro con Vesta tendrá lugar en agosto de 2011, y la llegada a Ceres en julio de 2015, por lo que habrá tiempo de sobra de volver a hablar sobre lo que la misión puede dar de sí en el aspecto científico.

El otro punto de interés de la misión está en el sistema de propulsión de la sonda, formado por tres propulsores de iones de xenón. La utilización del xenón -un gas inerte y no radiactivo- está dictada por consideraciones de eficiencia (es el elemento más masivo de esas características). Aún así, el empuje que el propulsor iónico puede proporcionar es muy pequeño: unos 90 mN, más o menos la fuerza que sentimos sobre la mano cuando sujetamos una hoja de papel DIN A4 de gramaje estándar. Esto se compensa con la larga duración de la propulsión. De hecho, los motores estarán en funcionamiento durante cinco años, consumiendo un total de 425 kg de xenón, lo que la convierte en la misión auto-propulsada de más larga duración hasta el momento.

Dawn Ion thrusters
Credit: NASA/JPL

Según indica la propia NASA, este tipo de tecnología podría emplearse en una eventual misión tripulada a Marte, aunque en ese caso las consideraciones de eficiencia energética pasarían a un segundo plano.

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