Espacio

Un lugar jamás visitado por el hombre...

Simulación espacial

Esta famosa frase hace referencia a la enorme extensión del espacio y los fascinantes objetos que se pueden encontrar en él.

Leybold ofrece una amplia gama de tecnologías de vacío para explorarlos. Las bombas de vacío son necesarias para simular las condiciones espaciales y probar los equipos de las misiones espaciales.

Por otro lado, se debe investigar el espacio en profundidad con la ayuda de telescopios. El recubrimiento de los grandes espejos de los telescopios ópticos es una técnica esencial en la que los sistemas de bombas de vacío también son obligatorios.

La única posibilidad de evacuar las cámaras de vacío a gran escala en un tiempo razonable en condiciones limpias es mediante el uso de bombas criogénicas. Leybold, que cuenta con experiencia en la tecnología de vacío desde 1850 y también tiene muchos años de experiencia en la criogenia, lleva varias décadas equipando cámaras de vacío de gran volumen para la simulación espacial y el recubrimiento de espejos. Para ello, no solo se suministran bombas, sino también medidores, detectores de fugas y accesorios.

Sistemas de simulación espacial

Las cámaras de simulación espacial son sistemas utilizados para recrear las condiciones ambientales que experimentan las naves espaciales en el espacio. También sirven para calificar los componentes y materiales utilizados en las naves espaciales. Las cámaras de simulación espacial pueden analizar el comportamiento del sistema, evaluar el equilibrio térmico y verificar las funcionalidades para garantizar el éxito y la supervivencia de la misión.

Si los equipos espaciales se averían durante una misión, es casi imposible repararlos.
Una avería de este tipo supondría unos costes astronómicos, por lo que los fabricantes de equipos espaciales están haciendo un gran esfuerzo para probar sus productos mientras estén en la Tierra.

Los viajes espaciales, los satélites científicos y comerciales, la investigación extraterrestre, como la misión Rosetta de la ESA o la expedición a Marte de la NASA con el rover Opportunity, solo pueden tener éxito si todos los materiales, componentes y dispositivos implicados superan los ensayos en condiciones de alto y ultra alto vacío. Las cámaras de simulación espacial tienen tamaños distintos, desde unos pocos litros para probar pequeñas placas de circuito impreso hasta varios miles de metros cúbicos para comprobar la compatibilidad espacial de naves espaciales completas. Sin embargo, la observación espacial terrestre también suele requerir el uso de vacío, por ejemplo para el recubrimiento de los espejos de los telescopios. Las temperaturas extremas en el espacio suelen oscilar entre -200 °C y +150 °C.

Todos los productos para misiones espaciales deben soportar estas condiciones. Las cámaras de simulación espacial están equipadas con bombas de vacío y una cubierta protectora para desacoplar térmicamente el equipo de prueba de los alrededores.

Los calentadores eléctricos del interior de la cámara simulan las condiciones de temperatura en el espacio. El equipo de vacío debe resistir la radiación de calor resultante. La serie COOLVAC, que consta de bombas criogénicas con la mayor estabilidad térmica del mercado, ofrece una alta tolerancia a esta radiación.

La velocidad de bombeo necesaria de un sistema de vacío viene determinada por varios parámetros, como el tamaño de la cámara, las velocidades de desorción o los materiales utilizados.

Además, las juntas definen el índice total de fugas que limita la presión final alcanzable. Cuando se utilizan gases de proceso, la presión de trabajo deseada es crucial. En función de estos requisitos, Leybold configura un sistema de vacío adecuado compuesto por bombas criogénicas, bombas turbomoleculares y las bombas de vacío previo correspondientes.

Solución optimizada para pruebas de propulsores iónicos

La propulsión eléctrica es actualmente la palabra clave para referirse al desplazamiento de las naves espaciales más allá de nuestra atmósfera, donde entra el alto vacío del espacio.

En comparación con los sistemas de propulsión química, la propulsión eléctrica tiene la ventaja de que el material propulsor no necesita resistir altas temperaturas.
La propulsión eléctrica utiliza partículas ionizadas, generalmente xenón, que se aceleran mediante un campo eléctrico. El xenón tiene la mayor masa de todos los gases nobles estables, por lo que produce una gran propulsión por partícula. Los propulsores de xenón de última generación emiten un flujo de gas de entre 0,1 y 10 mg/s.

Para mantener una alta presión de vacío en este flujo en las cámaras de pruebas de propulsión, se requiere una gran velocidad de bombeo, que suele oscilar entre 10 000 y 100 000 l/s para el xenón. La ventaja de una gran masa para la propulsión, por un lado, supone un enorme reto para las bombas de vacío, por otro.

Hemos desarrollado una solución criogénica optimizada y sencilla para el bombeo de xenón.

Una cabeza de refrigeración COOLPOWER enfría un disco metálico hasta temperaturas criogénicas que congelan el xenón sólido en este panel criogénico.

Esta solución proporciona una velocidad de bombeo nominal superior a 10 000 l/s para el xenón. Antes de la prueba de propulsión, las bombas turbomoleculares y las bombas secas de vacío previo suelen suministrar un alto vacío. Así pues, las bombas eliminan los gases durante la prueba de propulsión, como los procedentes de fugas externas que no se pueden eliminar mediante el panel criogénico, ya que este último se encuentra a una temperatura optimizada para el bombeo de gas xenón.