Sistema de activación de microimpulsores para satélites

Abstract

La exploración y explotación del espacio ha sido siempre un proyecto muy costoso tanto tecnológicamente como económicamente, pero uno que indudablemente ha provocado una gran mejora en nuestro conocimiento de nuestro planeta, nuestro sistema solar e incluso el universo. Hoy en día hemos normalizado los beneficios del espacio y, de una manera u otra, el mundo moderno se ha vuelto dependiente del espacio para poder mantener la estructura social y económica actual. Este documento estará centrado en la investigación y desarrollo de un instrumento de navegación en el espacio, llamado micro propulsor, que, en principio, una vez instalado permitiría alterar las órbitas de los satélites de tal forma que se pudiera evitar una colisión, e incluso, poder llegar a conseguir desorbitar un satélite, una vez alcance el límite de su vida útil. Aunque ya existen sistemas propulsados por gas para cambiar el rumbo de un satélite, estos tienen un tamaño muy superior y se propulsan con gas requiriendo la instalación de un depósito a bordo del satélite. Con este sistema, en cambio, se reduce enormemente el tamaño del propulsor y elimina la necesidad de un depósito, reduciendo el peso total a bordo, y suponiendo un coste económico mucho menor. Para la realización de este proyecto se ha hecho uso del simulador COMSOL, para comprobar con anterioridad como evoluciona el sistema. También, se ha hecho uso de KiCad para el diseño de un PCB con resistencias impresas en este. Estas resistencias se fabricaron en los laboratorios de la escuela siguiendo un procedimiento que se explicará más adelante en este documento. Finalmente, se llevaron a cabo diversas pruebas para comprobar como respondían los prototipos y las resistencias fabricadas al paso de corriente, y si eran capaces de iniciar la ignición de las pastillas de combustibles elaboradas.

Exploration and exploitation of space have always been very costly projects, both technologically and economically, but ones that have undoubtedly led to significant improvements in our knowledge of our planet, our solar system, and even the universe. Today, we have normalized the benefits of space, and in one way or another, the modern world has become dependent on space to maintain the current social and economic structure. This document will focus on the research and development of a space navigation instrument, called micro thruster, which, in principle, once installed, would allow the alteration of satellite orbits in such a way that it could avoid collisions, and even to deorbit a satellite once it reaches the end of its useful life. Although gas-propelled systems already exist to change a satellite's trajectory, these are much larger in size and require onboard gas tanks for propulsion. With this system, however, the size of the thruster is greatly reduced and the need for a tank is eliminated, reducing the total onboard weight and resulting in a significantly lower economic costs. For this project, the COMSOL simulator was used to previously check how the system evolves. Additionally, KiCad was used to design a PCB with printed resistors. These resistors were manufactured in the school laboratories following a procedure that will be explained later in this document. Finally, various tests were conducted to check how the prototypes and the manufactured resistors responded to the passage of current and whether they were capable of initiating the ignition of the fabricated fuel pellets.