La vida de los róvers lunares suele ser muy breve. Las condiciones en la Luna son muy duras. No solo por la baja gravedad que tiene, también por la enorme diferencia en temperaturas que podemos encontrarnos. Ahora, un grupo de investigadores ha diseñado un dispositivo que permitiría que las misiones de estos vehículos puedan durar más…
Los róvers lunares podrían tener una vida útil mucho más larga
Los astronautas que viajen a la Luna puede que tengan un róver a su disposición. Conducir un vehículo en ese terreno no es sencillo. Hay que enfrentarse a una gravedad más baja que la de la Tierra. El terreno cerca de los cráteres puede ser difícil de navegar. Además, a lo largo del día lunar la temperatura varía de una manera muy marcada. Durante el día, la temperatura puede llegar a alcanzar los 127 ºC. Por la noche, la temperatura se desploma hasta los -173 °C. Por ello, las próximas misiones lunares tendrán que poder funcionar en estas condiciones.
Esto ha llevado a un equipo de la Universidad de Nagoya, en Japón, a crear un dispositivo de transferencia de interrupción de calor. Promete alargar la vida útil de los róvers lunares. Esta tecnología, según explican, puede cambiar entre la disipación de calor durante el día y el aislamiento térmico durante la noche. Algo esencial para poder pensar en la exploración lunar a largo plazo. Así, explican que durante el día el róver está activo. Por lo que el equipo electrónico que lleva incorporado genera calor. En la Luna no nos encontramos con una atmósfera.
Como en el espacio no hay aire, es necesario enfriar y disipar ese calor de manera activa. Por otro lado, durante la noche los componentes electrónicos tienen que ser aislados del entorno. Así se evita que se enfríen demasiado. La tecnología actual suele apoyarse en calentadores o en válvulas pasivas. Éstas se incorporan en tuberías de calor en bucle para ese aislamiento nocturno. Sin embargo, esos calentadores son caros y las válvulas pueden afectar a la velocidad de los fluidos. Esto puede provocar una caída de presión que afecta a la eficiencia de la transferencia de calor.
La necesidad de librarse del calor… o de conservarlo
Este grupo ha desarrollado una tecnología que ofrece un equilibrio. Su consumo de energía y su presión es inferior a la de otros sistemas. Es capaz de conservar el calor durante la noche y refrigerar durante el día. Es un dispositivo de control térmico que, según explican, combina dos mecanismos diferentes. Por un lado, una tubería de calor en bucle y por otro, una bomba electrohidrodinámica. Durante el día, esa bomba está desactivada. La tubería funciona de la manera habitual. En los róvers lunares se utiliza un refrigerante que cambia constantemente entre líquido y vapor.
Cuando el dispositivo se calienta, el refrigerante se evapora. Esto libera el calor a través de los radiadores del róver. Después, el vapor se vuelve a condensar en líquido. Esto provoca que el evaporador vuelva a absorber calor. Es un ciclo que resulta muy eficiente desde el punto de vista energético. Durante la noche, la bomba aplica una presión opuesta al flujo de esa tubería. Detiene el movimiento del refrigerante. Así, los componentes electrónicos quedan completamente aislados de la fría noche lunar. Con un punto a favor muy interesante y es que el consumo eléctrico es mínimo.
La investigación de este equipo se ha centrado en varios aspectos. Han elegido la forma del electrodo de la bomba. También han refinado el diseño del dispositivo y analizado su rendimiento. Además, han hecho una prueba para demostrar que la tubería de calor en bucle puede detenerse con la bomba electrohidrodinámica. Los resultados han mostrado que el consumo de energía por la noche es prácticamente cero. Es un avance que resulta muy prometedor. Podría permitir que los róvers lunares sobrevivan a la extrema variación de temperatura de la Luna.
Una tecnología que podrá aplicarse para alargar la vida de róvers lunares y naves espaciales
Los investigadores explican que este avance es una gran innovación. Garantiza que un róver pueda sobrevivir en condiciones extremas y además, con un consumo de energía bajo. Algo especialmente importante teniendo en cuenta el entorno lunar. Las misiones que se desarrollan allí se ven limitadas por los recursos disponibles. Consideran que este dispositivo puede ser la base para que en futuras misiones se incluya algo similar. Es decir, sería un paso más hacia conseguir realizar una exploración sostenida de la Luna.
En realidad, se puede aplicar a mucho más que vehículos en nuestro satélite. Otra posibilidad es utilizarlo para controlar la temperatura de una nave. Es algo que podría simplificar las operaciones en todo aquello donde la gestión de calor sea un factor importante. En el futuro se cree que podría ser una pieza clave de la exploración espacial. El desarrollo de este dispositivo supone todo un hito en el desarrollo de tecnología para misiones lunares a largo plazo. Así como para misiones de Exploración Espacial de otra naturaleza.
Dicho de otra manera, en el futuro tanto naves espaciales como róvers lunares deberían estar mejor equipados para enfrentarse a esas condiciones tan extremas. Dejando volar la imaginación, podemos pensar en otras aplicaciones para misiones a otros lugares del Sistema Solar. Es posible que se pueda adaptar para naves que puedan explorar la superficie de Mercurio. O, como mínimo, simplemente supone un paso más en el desarrollo de la tecnología que permitirá al ser humano llegar cada vez más lejos en la exploración de este pequeño rincón de la Vía Láctea.
Estudio
El estudio es M. Nishikawara, T. Miaykita, G. Seshimo et al.; «Demonstration of heat switch function of loop heat pipe controlled by electrohydrodynamic conduction pump». Publicado en la revista Applied Thermal Engineering el 15 de mayo de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: EurekAlert!
