Enviar un cohete al espacio generalmente requiere aproximadamente el 90% del peso inicial del cohete para ser combustible. Esta limitación podría superarse transmitiendo de forma inalámbrica la energía necesaria al cohete a través de un haz de radiación de microondas. Un equipo de investigación de Japón ha investigado elviabilidad de usar tal propulsión por microondas para aplicaciones del mundo real.
En un estudio publicado este mes en Diario de naves espaciales y cohetes , investigadores dirigidos por la Universidad de Tsukuba han demostrado la transmisión de energía inalámbrica a través de microondas para un dron que vuela libremente y han determinado la eficiencia de este proceso.
Los análisis anteriores de este tipo se llevaron a cabo hace décadas y se consideraron principalmente microondas de baja frecuencia unos pocos gigahercios; GHz. Dado que la eficiencia de transmisión de energía aumenta a medida que aumenta la frecuencia de operación, el equipo detrás de esta última investigación utilizó microondascon una frecuencia relativamente alta 28 GHz. El dron del equipo pesaba aproximadamente 0,4 kilogramos y flotó durante 30 segundos a una altura de 0,8 metros por encima de la fuente del haz de microondas.
"Usamos un sofisticado sistema de seguimiento de haz para asegurarnos de que el dron recibiera la mayor cantidad de potencia de microondas posible", dice Kohei Shimamura, autor principal del estudio. "Además, para aumentar aún más la eficiencia de transmisión, ajustamos cuidadosamentela fase de las microondas utilizando un cambiador de fase analógico que estaba sincronizado con unidades GPS. "
Los investigadores midieron las eficiencias de la transferencia de energía a través del haz 4%, la captura de microondas por el dron 30%, la conversión de microondas en electricidad para propulsión 40% y otros procesos relevantes.con esta información y una fórmula analítica, calcularon que la eficiencia de transmisión de potencia total en su experimento era del 0,43%. A modo de comparación, en un estudio anterior, el equipo midió la eficiencia de transmisión total para una posición fija en lugar de vuelo libredron al 60,1%.
"Estos resultados muestran que se necesita más trabajo para mejorar la eficiencia de la transmisión y evaluar a fondo la viabilidad de este enfoque de propulsión para aviones, naves espaciales y cohetes", explica Shimamura. "Los estudios futuros también deberían apuntar a refinar el sistema de seguimiento de hacesy aumentar la distancia de transmisión más allá de lo demostrado en nuestro experimento ".
Aunque la propulsión de cohetes impulsada por microondas aún se encuentra en sus primeras etapas, algún día podría convertirse en una forma superior de lanzar cohetes a la órbita dadas las altas demandas de combustible a bordo de las técnicas de propulsión convencionales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :