- Enxeñeiros da Universidade de Vigo participan nun proxecto da Axencia Espacial Europea sobre a xestión da enerxía eléctrica en vehículos lunares non tripulados
O Lunokhod-1 foi o primeiro explorador lunar que alcanzou o éxito. Enviado pola Unión Soviética como parte do programa Lunokhod, foi lanzado o 10 de novembro de 1970 e aterrou na lúa sete días despois, converténdose no primeiro vehículo en ser controlado remotamente desde a Terra para explorar a superficie lunar.
Deseñado para realizar diversas tarefas científicas, como estudar a composición da superficie lunar, analizar a radiación cósmica e o campo magnético, e tomar fotografías de alta resolución, o vehículo estaba equipado con cámaras de televisión, instrumentos de medición e un sistema de transmisión de datos que permitía enviar a información recompilada de volta á Terra.
Durante a súa misión, o Lunokhod-1 percorreu unha distancia total de aproximadamente 10.5 quilómetros ao longo de 321 días lunares (equivalentes a preto de 11 meses terrestres), o que o converte nun dos vehículos máis duradeiros e exitosos na exploración lunar. As súas contribucións foron fundamentais para avanzar no noso entendemento sobre a lúa e sentaron as bases para futuras misións de exploración espacial.
Nunha delas traballan hoxe en día enxeñeiros da Universidade de Vigo, que xunto ás universidades de Oviedo e Leicester (Reino Unido), traballan no desenvolvemento de sistemas de enerxía para vehículos móbiles non tripulados combinando paneis solares, baterías e xeradores termoeléctricos de radioisótopos (RTG).
A iniciativa, que responde o nome de 'Advanced Management Power Electronics for Radioisotope and Solar (AMPERS)' está financiada pola Axencia Espacial Europea (ESA) e ten unha duración de dous anos, desde setembro do 2023 ata setembro de 2025.
O proxecto ten como obxectivo deseñar sistemas de enerxía eléctrica que combinen as distintas fontes de enerxía, como a solar, RTG e baterías, para garantir as demandas enerxéticas dun vehículo móbil non tripulado no polo sur lunar (lugar de interese científico pola posibilidade de que haxa auga conxelada).
Nesta localización combínanse, por unha banda, rexións onde o Sol nunca se pon, polo que non hai enerxía solar dispoñible, e, doutra banda, rexións onde o Sol nunca se oculta. Un vehículo que traballe nesta contorna debe adaptarse a ambas as situacións. Con todo, din os investigadores, as tres fontes de enerxía enumeradas por separado teñen algúns inconvenientes.
Os RTG proporcionan unha fonte constante de enerxía eléctrica, pero moi baixa e cunha voltaxe incompatible cos sistemas de enerxía eléctrica típicos en aplicacións espaciais. Ademais, responden moi lentamente aos cambios na demanda de enerxía. As baterías, engaden, facilitan unha subministración moi rápida de enerxía pero deben recargarse periodicamente e os paneis solares son as fontes máis rápidas, pero necesitan luz solar para funcionar.
As tarefas do consorcio AMPERS inclúen o dimensionamiento das distintas fontes de enerxía para cubrir as demandas, minimizando masa e volume. Así, en xeral, os investigadores participantes sinalan que unha solución que utilizase unicamente RTG sería moi pesada e voluminosa, mentres que unha que utilizase unicamente paneis solares sería inviable, dada a falta de luz solar. O proxecto tamén avaliará diferentes arquitecturas do sistema eléctrico co obxectivo de minimizar as súas perdas.
Control térmico do sistema
A participación da Universidade de Vigo nesta iniciativa dá continuidade á liña de colaboración existente coa Universidade de Oviedo centrada nas misións á lúa e a súa ampla experiencia no control térmico de buques.
En concreto, o Grupo de Investigación en Tecnoloxía Aeroespacial está a cargo do proxecto de modelización da contorna térmica no que traballará o rover. "Facemos o control térmico do sistema para que todo estea á temperatura adecuada para que funcione", resumen os investigadores da UVigo.
Este ambiente térmico, detallan, afecta á enerxía producida polos paneis solares e os RTG, así como ao funcionamento das baterías. "Ademais, se as temperaturas fosen moi baixas, sería necesario utilizar quentadores. Estes quentadores contribúen á demanda de enerxía eléctrica, polo que inciden nas tarefas que debe realizar a Universidade de Oviedo, o dimensionamiento das fontes de enerxía e o sistema eléctrico”, indican desde a iniciativa.
A Universidade de Oviedo desenvolverá os modelos de simulación de sistemas eléctricos e os seus prototipos funcionais. A Universidade de Leicester é o principal desarrollador en Europa de RTG e no proxecto achegará modelos de simulación compatibles cos ideados pola Universidade de Oviedo. Tamén proporcionará modelos eléctricos dos RTG co obxectivo de simular o seu comportamento para a súa integración cos prototipos que se realizarán.