La propulsión de las naves espaciales se basa tradicionalmente en combustibles volátiles y sistemas separados y voluminosos para diferentes tipos de maniobra en el espacio. NASA está trabajando para cambiar ese paradigma. Ingenieros en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, acaban de completar una rigurosa serie de pruebas ambientales y físicas en un nuevo satélite pequeño diseñado para hacer que el vuelo espacial sea más seguro y más eficiente.
The ASCENT (Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic) Propulsion Dual Misión de modo es una demostración de vuelo de una nave espacial sobre el tamaño de una caja de zapatos grande. La misión probará un sistema de propulsión integrado único que utiliza un tanque de combustible común para alimentar dos tipos diferentes de motores.
Típicamente, las naves espaciales llevan dos sistemas de propulsión separados para navegar: un sistema químico de alta resistencia para movimientos rápidos como entrar en órbita, y un sistema eléctrico de baja tensión para maniobras muy eficientes y lentas como mantener una posición. Esto requiere varios tanques de combustible y plomería pesada, que consume espacio y peso valiosos.
La nave espacial que se desarrolla utiliza un único propulsor no tóxico llamado ASCENT. Al alimentar tanto un motor de combustión de alto riesgo como propulsores de electrospray de bajo riesgo de un tanque central, la nave espacial ahorra masa crítica y volumen. Para misiones futuras, esto significa más espacio para instrumentos científicos y la capacidad de lanzar cohetes más pequeños y menos costosos.
Llevar a cabo este concepto requiere un esfuerzo de colaboración nacional. Mientras que NASA Marshall administra la misión, la nave espacial se basa en propulsores de electrospray desarrollados por el Massachusetts Institute of Technology, un módulo de propulsión química construido por Plasma Processes, y un autobús espacial integrado por el Georgia Institute of Technology.
“Hay muchas probabilidades y fines, y muchos pequeños desafíos y algunos grandes”, dijo Nehemiah Williams, director de proyecto de la demostración en el Marshall de la NASA. “Pero asegurar la funcionalidad del sistema de propulsión en todos estos diferentes equipos es lo que hace que la misión tenga éxito. ”
Antes de que una nave espacial pueda operar con seguridad en el entorno duro de la órbita terrestre baja, debe pasar una batería de pruebas en el suelo. Durante los últimos meses, el equipo de ingeniería de Marshall ha puesto el hardware de vuelo a través de sus pasos dentro del laboratorio de servicios e integración de pequeñas naves espaciales del centro.
Para verificar la integridad del sistema de propulsión unificado, el equipo realizó amplias pruebas de fugas. Los ingenieros realizaron una prueba de fuga de helio presurizada de la nave espacial dentro de una cámara de vacío para garantizar la integridad de los sellos de la nave espacial, demostrando con éxito que esos sellos estaban funcionando según lo previsto. Debido a que el sistema comparte un único tanque de propulsor ASCENT para alimentar dos tipos de propulsores diferentes, asegurando que las líneas de combustible y válvulas estén perfectamente selladas es vital para la seguridad de la misión y el éxito.
El equipo también sometió la nave a pruebas de vacío térmico. El espacio es un entorno imperdonable caracterizado por una falta total de aire y oscilaciones de temperatura extrema. Al colocar la nave espacial dentro de una cámara de vacío especializada que imita estas condiciones duras, los ingenieros pueden asegurar que la electrónica, los propulsores y los sistemas mecánicos funcionen normalmente una vez en órbita.
Además, la nave espacial sufrió una prueba de giro. Como un neumático en un coche, una nave espacial necesita ser perfectamente equilibrada. La prueba de giro mide las propiedades de masa de la nave espacial y el centro de gravedad. Esto valida la capacidad del CubeSat de volar con fuerza y mantener la actitud correcta, permitiendo que sus antenas se comuniquen con la Tierra y sus paneles solares para capturar con precisión los rayos del Sol.
Con las pruebas ambientales y físicas ahora completadas, la misión está entrando en sus etapas finales de preparación. El equipo completará las salidas finales del sistema, integrará los arsenales solares de la nave espacial y enviará el hardware a su destino de lanzamiento.
El doble de propulsión ASCENT La misión de modo se manifiesta para lanzar a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 de Vandenberg Space Force Base en California, a principios del 1 de octubre.
Una vez desplegado en una órbita alrededor de 325 millas por encima de la Tierra, la nave espacial comenzará una misión de nueve meses. Después de un período de comprobación inicial, el equipo de operaciones ejecutará cortas maniobras químicas y eléctricas. Si tiene éxito, la nave espacial pasará varios meses realizando múltiples maniobras de extracción de órbita y reducción, alternando entre sus motores de alta tensión y baja tensión para probar que el concepto de doble movimiento funciona en el espacio.
El doble de propulsión ASCENT La misión de modo es gestionada y financiada por los sistemas de distribución de pequeñas naves espaciales de la NASA en la Dirección de Investigación y Tecnología de la Agencia en la sede de la NASA en Washington. SSDS se basa en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California.
