Acumulador de fluido propulsor

Un acumulador de fluido propulsor es un satélite artificial de la Tierra que recoge y almacena oxígeno y otros gases atmosféricos para el reabastecimiento in situ de cohetes de alto empuje. Esto elimina la necesidad de elevar el oxidante a la órbita y, por lo tanto, aporta importantes ventajas económicas. Una parte importante de la carga útil mundial total enviada a la órbita baja de la Tierra cada año es oxígeno líquido o agua.

En el período de 1956 a 1963, ST Demetriades propuso métodos de acumulación de gas atmosférico por medio de un satélite que se mueve en órbita terrestre baja , a una altitud de alrededor de 120 km, o acumulación de propulsor por estaciones en la superficie de un planeta o mediante la recolección y explotación de materia interestelar. ^[1] En su forma más simple, el satélite propuesto por Demetriades extrae aire de los márgenes de la atmósfera, lo comprime y lo enfría, y extrae oxígeno líquido. El nitrógeno restante se utiliza, en parte, como propulsor para un propulsor de plasma electromagnético magnetohidrodinámico de propulsión nuclear , que mantiene la órbita a unos 120 km, o un propulsor (y sistema de recolección) de propulsión solar para altitudes superiores a 150 km (como se indica en el artículo original de JBIS de 1959, p119) que compensa la resistencia atmosférica . ^[2] Este sistema se llamó "PROFAC" (PROpulsive Fluid ACcumulator). ^[3] Se estudiaron varios sistemas, por ejemplo, PROFAC-S para la superficie, PROFAC-C para órbita, PROFAC-A para combinar con un avión aeroespacial que hace posible la reutilización de una etapa para orbitar, etc. Se estudiaron varias entradas (por ejemplo, cónicas como en la reunión de San Diego del 10 de agosto de 1960 de la AIEE, o de embudo) y criobombas para la recolección de aire orbital. El trabajo se ralentizó a fines de 1961, aunque se logró un gran progreso en años posteriores en elementos como un PROFAC alimentado con energía solar.

Sin embargo, la colocación de un reactor nuclear en una órbita terrestre baja plantea preocupaciones de seguridad.

La propuesta de Demetriades fue refinada por Christopher Jones y otros en 2010. En esta propuesta, múltiples vehículos de recolección acumulan gases propulsores a una altitud de alrededor de 120 km, para luego transferirlos a una órbita más alta. Sin embargo, la propuesta de Jones requiere una red de satélites orbitales que emitan energía , para evitar colocar reactores nucleares en órbita. ^[4]

Klinkman y Wilkes propusieron, en las conferencias AIAA Space 2007 y Space 2009, que los gases podrían ser recolectados en el borde mismo de la atmósfera de la Tierra mediante una bomba de alto vacío. Un motor de propulsión iónica consumiría una parte de los gases recolectados y restablecería el impulso orbital de la nave espacial. La propuesta de Klinkman tiene un umbral de energía bastante bajo para una operación de recolección a pequeña escala, y la fricción del aire es mucho más indulgente a 200 km que a 100 km. ^[5]

Cabe señalar que ST Demetriades fue pionero en la propulsión espacial, desde el estatorreactor de oxígeno atómico (demostró que no era viable en la década de 1950) hasta los propulsores nucleares, iónicos y de plasma. Recibió el Premio AIAA 2010 por Plasmadinámica y Láseres.

Boeing ha sugerido un depósito de combustible no extractivo , o "estación de servicio espacial", que acumula material lanzado desde el planeta a bajo coste, permitiendo futuras misiones lunares sin la necesidad de grandes vehículos de lanzamiento como el Saturno V. [ ^6] El MIT ha propuesto recientemente un plan similar que almacenaría reservas de combustible de emergencia sobrantes de las misiones lunares. ^[7]

• Propulsión eléctrica que respira atmósfera