Una nave espacial darwiniana que puede durar el doble de tiempo

Las agencias espaciales quizá tengan algún día que agradecer a Charles Darwin por la longevidad de sus naves espaciales. La esperanza de vida de un tipo conocido de propulsor iónico ha sido casi doblada al utilizar un software que imita la forma en la que la selección natural evoluciona hacia diseños más adecuados.

Los propulsores iónicos electrostáticos cada vez son más comunes en las misiones espaciales. En vez de basarse en la combustión de grandes cantidades de liquidos pesados para acelerar, utilizan energía solar para onizar una pequeña cantidad de gas xenon. Una alta tensión aplicada a un par de electrodos de rejilla envía a gran velocidad los iones cargados positivamente hacia el electrodo negativo. La mayoría de los iones pasan a través de la rejilla, acelerando la nave.

Sin embargo, algunos iones chocan con la rejilla, provocando que se deteriore progresivamente, según explicó Cody Farnell, ingeniero aeroespacial de la Universidad de Colorado en Fort Collins. Las simulaciones sugieren que las rejillas en un motor corriente de la NASA duran unos 2.8 años -pero Farnell se preguntó si un cambio en las rejillas podría ampliar su duración.

Propulsor iónico

Propulsor iónico de la NASA. Wikipedia.

Utilizó un software que imita la evolución llamado algortimo genético, y comenzó pidiéndole que generase valores aleatorios de la geometría y la tensión aplicadas. Estos valores pueden considerarse análogos a los genes.

Cada combinación de valores se introducía posteriormente en un simulador para tener una idea del rendimiento de la rejilla y su esperanza de vida. Si la prueba resultaba satisfactoria, el “material genético” se sometía a más cambios aleatorios, o mutaciones, y este proceso se repetía hasta que nuevos cambios no implicasen nuevas mejoras.

Tras 100 generaciones, el algoritmo genético llegó a un conjunto geometría/tensión que amplió la duración de la rejilla a 5.1 años -al menos en el simulador. Los factores de optimización iban desde el tamaño del agujero, al espaciado entre estos o la anchura de las rejillas. El motor podría ser mejorado más aun, según Farnel, evolucionando otras partes.

El ingeniero de motores Steven Gabriel de la Universidad de Southampton está desarrollando un motor de tres rejillas. Dice que el trabajo de Farnell puede tener consecuencias importantes si las pruebas prácticas dan los mismos resultados que las simulaciones.

Este artículo ha sido traducido de New Scientist y publicado bajo licencia CC by-sa

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