Propulsión ionica

El propósito de la propulsión espacial es alcanzar velocidades de escape muy altas con la finalidad de
reducir el propelente (combustible) quemado, para reducir el desecho espacial (spacecraft).
Un propulsor iónico o motor iónico es uno de los distintos tipos de propulsión espacial, específicamente
del tipo eléctrica. Se utiliza un haz de iones (moléculas o átomos con carga eléctrica) para lapropulsión.
El método preciso para acelerar los iones puede variar, pero todos los diseños usan la ventaja de la
relación carga-masa de los iones para acelerarlos a velocidades muy altas utilizando un campo eléctrico.
Gracias a esto, los propulsores iónicos pueden alcanzar un impulso específico alto, reduciendo la
cantidad de masa necesaria, pero incrementando la cantidad de potencia necesariacomparada con los
cohetes convencionales. Los motores iónicos pueden desarrollar un orden de magnitud mayor de eficacia
de combustible que los motores de cohete de combustible líquido, pero restringidos a aceleraciones muy
bajas por la relación potencia-masa de los sistemas disponibles. Existen diferentes tipos de propulsión
Iónica:
Propulsión Coloidal
Los propulsores coloidales sonaceleradores electrostáticos de gotas líquidas. Se propusieron en el año
de 1975 como una alternativa a los motores normales iónicos, Su atractivo en ese momento estaba
enfocado en la “gran masa molecular” debido a las gotas líquidas que aumentaban la densidad de empuje
en un motor de iones. Debido a que generaban tensiones de 10 a 100 KV provocó problemas difíciles de
aislamiento y envasado,haciendo el dispositivo poco atractivo, a pesar del buen desempeño mostrado.
Los generadores de este tipo generalmente se componen de conjuntos de un gran número de elementos
de capilares líquidos de dispensación proporcionando cada uno un empuje del orden de 1 μN. Después de
permanecer inactivo durante más de 20 años, ahora hay un resurgimiento de interés, motivado por: El
nuevo énfasis en laminiaturización de las naves espaciales. El pequeño empuje por emisor se convierte
ahora en una característica positiva, permitiendo diseños con alto rendimiento.
Brevemente, consisten en la extracción de partículas cargadas (gotas y/o iones) a partir de la superficie
de un líquido conductor como consecuencia de la aplicación de un campo eléctrico. La forma de producir
a la atomización de gotascargadas eléctricamente pude ser diversa, si bien la más característica es
aquella conceptualmente similar a los FEEP, pero utilizando propelentes líquidos en lugar de metales en
estado semilíquido como consecuencia del calentamiento sometido. Los aceleradores coloidales más
prometedores se basan por tanto en el fenómeno de atomización electrostática y conocido comúnmente
como “electrospray”, elcual está basado en la formación de conos de Taylor.
Principio de Funcionamiento
Una hélice coloidal utiliza aceleración electrostática de elementos cargados para la propulsión. El
combustible utilizado son gotas cargadas, iones solvatados o una combinación de los mismos. El
propulsor coloidal utiliza una técnica conocida como atomización por electronebulización, mediante el
cual se inyecta unfluido electrolítico alojado en un depósito de fluido, desde un emisor, en un campo
eléctrico generado por un diferencial de potencial eléctrico entre el emisor y una rejilla de extracción. El
fluido, bajo la influencia del campo eléctrico, forma una estructura conocida como un cono de Taylor que
luego se rompe para formar una pulverización cargada. La pulverización cargada se acelera,entonces en
un campo eléctrico estático generado por una diferencia de potencial eléctrico entre la rejilla de
extracción y una rejilla de aceleración. Este “spray” cargado es entonces emitido desde la nave espacial
para producir el empuje necesario. También se requiere un neutralizador para descargar la nave espacial
debido a la pulverización cargada emitida. La configuración típica se muestra en...