Platillos volantes en la Luna

Científicos del MIT proponen diseñar un “platillo volante” que podría flotar en la Luna.

Se trata de un rover al estilo de un platillo volante que puede flotar sobre la superficie de la Luna y otras superficies sin atmósfera, tales como los asteroides. Este “platillo volante” se alimentaría por el campo eléctrico acumulado a partir de la exposición directa al Sol y al plasma circundante. En ausencia de atmósfera, la exposición solar crea una carga capaz de hacer levitar polvo a más de un metro sobre la superficie lunar, una energía que es posible aprovechar.

El rover estaría hecho de un material llamado Mylar, que adquiere una misma carga cuando lo golpean los rallos de sol. Se usarían pequeños rayos de iones para cargar el vehículo y así aumentar la carga natural de la superficie, contrarrestando de este modo la gravedad. El Mylar es politereftalato de etileno, el material del que están hecho los globos metalizados con formas para niños. 

“Con un rover levitando, no tienes que precuparte por ruedas o partes móviles”, dice Paulo Lozano, ingeniero aeroespacial del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

“El terreno de un asteroide podría ser totalmente irregular y, mientras tuviésemos controlado el mecanismo para mantener el rover flotando, podríamos atravesar terrenos inexplorados y accidentados, sin tener que esquivar físicamente el asteroide”.

Propulsores de iones

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Test de laboratorio. Créditos: Créditos: Artículo original.

Los propulsores de iones no son nada nuevo, pues ya el físico alemán Hermann Julius Oberth (1894-1989) en 1929 publicó la idea en su obra Die Rakete zu den Planetenräumen. Los propulsores de iones usados se llaman fuentes de iones iónico-líquido y usan unas pequeñas boquillas que ya han sido probadas para impulsar satélites en el espacio. El combustible real es sal fundida que al interaccionar con la carga eléctrica sale disparada por la boquilla como un haz. La carga se transfiere a la superficie para complementar su propia carga natural.

A pesar de que aún no se ha construido ningún prototipo, los modelos matemáticos parecen indicar que debe funcionar, pues proporcionaría el empuje suficiente para que el rover pudiese despegar del suelo. La tercera ley de Newton se encarga del resto.

Sin embargo, sí han experimentado en el laboratorio con un vehículo pequeño, del tamaño de la palma de la mano, de unos 60 gramos. En este minirover se han usado fuentes de iones iónico-líquido para crear la fuerza electrostática suficiente para la levitación. La fuerza necesaria dependería del tamaño del cuerpo planetario que se quisiera explorar.

“Este tipo de diseño iónico utiliza muy poca energía para generar mucho voltaje”, dice Lozano. “La energía necesaria es tan pequeña que podría lograr hacer esto casi gratis”.

Uno de los grandes desafíos con el módulo lunar fue bajar su peso todo lo posible y esto llevó a unas paredes tremendamente delgadas y vulnerables. El propio Saturno V iba deshaciéndose de las etapas que iba usando tras su lanzamiento, tres en total. En general, para los viajes a la Luna o cualquier otro lugar del espacio, el peso juega en contra, por lo que se intenta que los vehículos enviados sean lo más livianos posibles para ahorrar energía y/o abaratar costes. En este caso en que se usaría una fuente de iones iónico-líquido gran parte de la energía se obtendría de forma natural.

Solo una idea

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Rover-1A y Rover -1B de Minerva-II 1. Créditos: https://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20180919e/

El análisis de este tipo de propulsión solo muestra que la levitación es una posibilidad. Para que el rover se levante hasta una altura respetable se van a necesitar más modelos, tal como afirman los investigadores, aunque los cálculos verifiquen la idea.

Este “platillo volante” podría también explorar grandes asteroides, como Psyche 16, un lugar rocoso de difícil acceso. El asteroide Psyche 16 tiene un valor económico de varias decenas de veces superior a toda la Tierra. Fue descubierto en 1852, mide 226 km de diámetro y se encuentra a una distancia de 370 millones de kilómetros de nuestro planeta, en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Pero, ¿qué lo hace tan valioso? Está hecho exclusivamente de hierro, níquel y muy probablemente de platino y oro.

“Pensamos usarlo en misiones como Hayabusa, que fue lanzada por la agencia espacial japonesa”, dice Oliver Jia-Richards, investigador de tecnología espacial de la NASA y del MIT. En esta misión la sonda Hayabusa fue hasta el pequeño asteroide Itokawa, mediante propulsión iónica. En la recogida de muestras se usaron tres mini aterrizadores —Minerva— de poco más de medio kilo de masa, pero sin usar esta tecnología.

“Esa nave operó alrededor de un pequeño asteroide y desplegó pequeños rovers en su superficie. De la misma forma, creemos que una misión futura podría enviar pequeños rovers flotantes para explorar la superficie de la luna y otros asteroides”

Por otra parte, el análisis de datos de los experimentos de detector de iones en las misiones Apolo y el reflectómetro de electrones de la misión Lunar Prospector confirman la presencia de carga supratérmicos en la Luna, con campos eléctricos resultantes del orden del orden de 10 V/m. Un campo lo suficientemente grande como para hacer levitar el regolito, de hecho, los módulos de aterrizaje del Surveyor observaron granos de 10 micrómetros levitando hasta un metro de latura. Se piensa que esta carga superficial sería la responsable del transporte de polvo en los cuerpos planetarios sin atmósfera y podría explicar fenómenos como el de la superficie inusualmente lisa de Atlas.

Con este marco teórico, por ahora es tan solo una idea, pero con posibilidades teóricas avaladas por datos objetivos.

La publicación

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Modelo del vehículo de prueba sin envoltura de papel de aluminio. Créditos: Artículo original.

El estudio ha sido publicado en Journal of Spacecraft and Rockets, bajo el título Electrostatic Levitation on Atmosphere-Less Planetary Bodies with Ionic-Liquid Ion Sources. El concepto que se traen entre manos los ingenieros se parece a un platillo volante, un pequeño disco con cuatro patas y el “motor” en el centro. En la propia página del MIT han recreado una imagen artística de cómo podría ser el curioso artefacto.

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Soy físico de formación, aunque me interesan todas las disciplinas científicas. He escrito varios libros de divulgación científica y me encanta la Historia de la Ciencia.

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