Imagen: Una representación de un CubeSat de tres unidades con una unidad de propulsión.

Un minisatélite, no mayor que una caja de zapatos, podría propulsarse fuera de la órbita de la Tierra el año que viene si tiene éxito una campaña de micromecenazgo para apoyar el desarrollo de un diminuto sistema de propulsión. Si se pudiera hacer funcionar una nave tan pequeña lejos de la Tierra, algún día podrían hacer llevar a cabo expediciones baratas hasta un asteroide, Marte y más allá.

Las naves interplanetarias suelen ser mayores que un coche, cuestan cientos o miles de millones de dólares y su desarrollo y puesta en órbita lleva mucho tiempo. En los últimos años los investigadores han estado estudiando la posibilidad de enviar más lejos unos pequeños satélites llamados CubeSats, que se han ido lanzando en la última década a la órbita terrestre, principalmente por equipos universitarios.

Unos investigadores de la Universidad de Michigan (EE.UU.) han creado un diseño para un sistema de propulsión que creen que podría enviar un CubeSat a una expedición al espacio profundo. La campaña de financiación que han abierto en el sitio de micromecenazgo Kickstarter pide 200.000 dólares (unos 152.000 euros) para financiar el trabajo necesario para poder llevar a cabo un lanzamiento de prueba el año que viene.

Desde el 4 de julio que comenzó la campaña, más de 800 personas han comprometido 40.000 dólares (unos 30.000 euros) para el proyecto CubeSat Ambipolar Thruster. Esa cifra aún está lejos del objetivo final, pero es probable que la campaña tenga éxito gracias al interés de algunos donantes con fondos. "Ya se han puesto en contacto con nosotros varias personas para decirnos que quieren financiar todo el proyecto", afirma el director del equipo Benjamin Longmier. Los investigadores de Michigan también acaban de solicitar subvenciones a distintas agencias del Gobierno de Estados Unidos.

El satélite se podría lanzar en el próximo año, según Longmier y embarcarse en un viaje interplanetario después de probarse en la órbita baja terrestre. No se sabe cuánto tiempo sobreviviría, pero en la página de Kickstarter el equipo bromea con la posibilidad de que dentro de 100 millones años la pequeña sonda se pueda encontrar y mostrar en un museo del sistema Alfa Centauri.

Ningún CubeSat ha abandonado la órbita terrestre todavía, pero el equipo de Michigan cree que su sistema de propulsión resuelve una barrera clave para la exploración interplanetaria barata. Los CubeSats están hechos de una o más cajas de instrumentos de 10 cm de lado y aprovecha los viajes a la órbita de naves más grandes y caras. Este hecho limita el tipo de sistemas de propulsión que se pueden instalar en un CubeSat. Los sistemas habituales que usan químicos explosivos o gases a alta presión para producir la propulsión supondrían un riesgo muy elevado para los compañeros de lanzamiento más caros del CubeSat. Casi la totalidad de los 100 CubeSats lanzados hasta la fecha no tenía ningún tipo de sistema de propulsión.

El sistema de Michigan no supondría ningún riesgo para el lanzamiento al que se acoplara, porque usaría un propulsor no explosivo como yodo o agua almacenada en un contenedor sin presurizar.

Para propulsar el satélite, un calentador vaporizaría el propelente, enviando átomos neutrales de gas a una pequeña cámara. Una antena de radio alrededor de esa cámara energizaría el gas, produciendo colisiones que quitarían electrones a los átomos de gas para crear un plasma. Un imán permanente en forma de aro aceleraría estas partículas cargadas, haciéndolas pasar por una boquilla para propulsar el CubeSat en la dirección contraria.

El equipo de Michigan afirma que su sistema podría caber dentro de un módulo de 10 centímetros de lado de un CubeSat de tres unidades y propulsarlo a velocidades de hasta 10 kilómetros por segundo. Eso sería suficiente para impulsar el satélite al menos a un millón de kilómetros de la Tierra, fuera del alcance gravitacional del planeta.

Paulo Lozano, director del laboratorio de propulsión espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE.UU.) afirma tener algunas dudas sobre el proyecto. Según explica, el plasma tendrá que ser extremadamente denso para proporcionar iones para el impulso, y los plasmas de alta densidad tienden a dañar cualquier cosa con la que entran en contacto. "Si son capaces de hacerlo, será genial", afirma Lozano, que está desarrollando otro sistema de propulsión eléctrico que usa iones en líquidos salados en vez de plasma para generar impulso.

Longmier responde que el imán que dirige el chorro de iones fuera del propulsor también impedirá que la mayor parte del plasma entre en contacto con las paredes de la cámara, dándole tiempo suficiente a CubeSat a escapar de la órbita terrestre. Parece que podemos procesar hasta unos 10 o 20 kilos de propulsor con nuestro pequeño impulsor", afirma Longmier, y las simulaciones sugieren que hacen falta menos de tres kilos para enviar un CubeSat más allá de la Tierra. La erosión, según él "no es problema".

Aún tienen que desarrollarse otros componentes de la nave -tales como los sistemas energéticos y de comunicación- para que los CubeSats puedan hacer algo de interés estando lejos de la Tierra. Pero dentro de pocos años se podrían enviar a estudiar asteroides o a buscar señales de vida en lejanas lunas heladas, según escribe el equipo en su página de Kickstarter. Debido a su tamaño, las pequeñas sondas quizá solo sean capaces de medir una variable en cada localización en vez de llevar múltiples instrumentos, como las naves tradicionales, pero Lozano afirma que tienen una gran ventaja respecto a misiones más grandes: "Son muy baratos".