Ienai SPACE lanzará a órbita el primer propulsor espacial español

La empresa americana Firefly está a punto de llevar a cabo su segundo intento de llegar a órbita con el micro-lanzador Alpha. El vuelo está programado para el Domingo 11 de septiembre a las 00:00 CET, desde el espacio-puerto de Vandenberg, en California. El cohete contiene a bordo varios satélites experimentales, incluyendo varios pico-satélites españoles (de peso menor a 1kg). Dos satélites, los “GENESIS”, integrados por AMSAT España, incorporan sendos prototipos de una innovadora tecnología de propulsión, fabricada por la startup madrileña Ienai SPACE: los propulsores ATHENA. 

La misión llevará a órbita dos demostradores tecnológicos para los futuros propulsores ATHENA, con los que la empresa española espera irrumpir en el mercado global de la propulsión eléctrica. Este mercado se encuentra dominado actualmente por empresas americanas o rusas, aunque con fuertes competidores en Francia, Alemania o Austria; IENAI SPACE es la única empresa española desarrollando una versión comercial de un propulsor eléctrico. La principal ventaja de estas tecnologías, frente a los más tradicionales propulsores químicos, es la capacidad de ahorrar grandes cantidades de masa de propelente, permitiendo que los satélites sean más ligeros y, por tanto, menos costosos de lanzar a órbita. 

La misión a bordo del cohete de Firefly es un demostrador de algunas tecnologías críticas del propulsor, que se integrarán en una futura versión comercial del motor, disponible en 2023. Demostrar tecnologías en órbita es la gran “prueba de fuego” para sistemas espaciales, dado que estas deben sobrevivir al propio lanzamiento, así como al hostil entorno del vacío espacial. La misión durará varias semanas, tras la cual los satélites GENESIS deorbitarán de forma planeada, quemándose en la atmósfera y evitando así convertirse en basura espacial. 

Los propulsores eléctricos emplean campos eléctricos y magnéticos para acelerar los propelentes, generando así empuje sobre los satélites. Por el contrario, en los propulsores químicos el empuje se genera gracias a la combustión de los propelentes y su expulsión en una tobera. La electrificación de la movilidad espacial comenzó bastante antes que la de otros sectores, como el de la automoción. El primer motor cohete eléctrico fue lanzado en el 1964 a bordo de la misión SERT-1 de NASA. A partir de los 2000, los propulsores eléctricos, concretamente los motores de Efecto Hall, se han usado de forma generalizada para llevar a cabo maniobras en órbita. En aquella época, los gigantes aeroespaciales adoptaron las tecnologías de propulsión eléctrica en las grandes plataformas geoestacionarias que dan soporte a nuestras comunicaciones globales: EutelSat 172B (Airbus), 702SP (Boeing) y SpaceBus NEO (Thales). Este cambio les permitió ahorrar entorno al 50% del peso de los satélites, reduciendo así la factura de los lanzadores. Sin embargo, este ahorro en peso no es “gratis”: el uso de la propulsión eléctrica alarga los tiempos necesarios para llegar a órbita geoestacionaria unos 6 meses. 

El lanzamiento de los prototipos ATHENA, planeado para este domingo, representa la primera vez que el sector espacial español ha conseguido desarrollar este tipo de tecnologías. Ienai SPACE se fundó en 2019 con el objetivo de desarrollar una versión miniaturizada de propulsores eléctricos para responder a las problemáticas del sector. La principal de estas es que los satélites han disminuido sus tamaños más rápidamente de lo que las tecnologías de propulsión eléctrica han podido miniaturizarse. Entre 2012 y 2021 el 50% de los satélites lanzados a órbita pesaban menos de 200kg, comparados con los miles de kilos de peso de los satélites lanzados desde el comienzo de la carrera espacial hasta la primera década de los 2000. Las tecnologías tradicionales como los motores de Iones o motores de Efecto Hall se vuelven muy poco eficientes cuando se intentan escalar a las bajas potencias eléctricas disponibles en estos pequeños satélites. Para resolver esta problemática, la empresa recurrió a una tecnología “olvidada” desarrollada por NASA en los años 70: los motores de ‘electrospray’, rescatada por el español Manuel Martínez Sánchez, profesor en el MIT y Doctor Honoris Causa por la UC3M. Estos propulsores se basan en el uso de sales fundidas (también conocidas como líquidos iónicos) como propelente, a diferencia de los motores eléctricos tradicionales, que usan gases como el Xenon o el Kriptón. Estas sales pueden ser aceleradas a través de campos eléctricos sin necesidad de “ionizar” el propelente, lo que les confiere altísimas eficiencias, permitiendo retener tanto empujes altos (comparados con otras tecnologías de propulsión eléctrica) como altos rendimientos del propelente. 

EL FUTURO DE LA TECNOLOGÍA DE PROPULSIÓN AEROESPACIAL

Los futuros motores ATHENA permitirán a los satélites llevar a cabo maniobras de movilidad espacial más complejas, tales como despliegue de constelaciones de satélites o maniobras para evitar colisiones en órbita. La tecnología también permitirá alargar la vida de aquellos satélites que deorbitan más rápidamente de los deseado debido a la resistencia atmosférica, aún existente a órbitas bajas. La capacidad de maniobrar en órbita es uno de los elementos críticos de cualquier misión espacial y el uso de propulsores ATHENA podría desbloquear esta capacidad para satélites que actualmente no pueden acceder a dichas tecnologías, debido a sus pequeños tamaños.

A medio plazo, los propulsores ATHENA serán una solución para el creciente problema de suministro que afecta a la cadena de proveedores del sector espacial. En el caso concreto de los propulsores eléctricos, empresas como OneWeb (la constelación de comunicaciones en la que está involucrada Airbus, con oficinas en Londres) han dependido de empresas Rusas como OKB Fakel para la producción de sus propulsores eléctricos, una colaboración que ha cesado debido a los recientes desarrollos geopolíticos. Adicionalmente, el 90% de la producción de Xenon mundial ocurre en Rusia y China, por lo que el uso de propelentes alternativos como las sales fundidas, que son producidos en Europa, permitirán al continente tener mayor independencia tecnológica de terceros países. Se espera también que los propulsores puedan ser una herramienta para la exploración científica del espacio, tal y como ha ocurrido en misiones de espacio profundo como la misión DAWN de NASA o la Hayabusa, de la agencia espacial Japonesa.