Uno de los logros más importantes y
espectaculares de la humanidad, si no el que más, es la exploración
extraterrestre mediante el uso de sondas espaciales, es decir, el diseño,
construcción y puesta en servicio de vehículos espaciales que han sido capaces
de recorrer miles de millones de km para llegar a todos los planetas de nuestro
Sistema SolarEstas sondas deben ser capaces de vencer
el campo gravitatorio terrestre, un auténtico pozo que nos apresa y que hace muy
complejo el mero hecho de conseguir que algo pueda abandonarlo. A continuación,
sin motores ni propulsión propia (de momento) deben navegar por un espacio
inmenso en busca de un objetivo diminuto, perdido en la inmensidad del cosmos y
por último, al llegar a su objetivo, deben hacer mediciones científicas, tomar
imágenes y enviar todo a la Tierra mediante sus antenas directivas.
Ha sido preciso lograr un desarrollo tecnológico
elevadísimo para comenzar esta carrera espacial, cuyo pistoletazo
de salida se producía un 4 de octubre de 1957 cuando la URSS ponía en órbita el
primer ingenio humano, el SputniK I, una pequeña esfera hueca de 84 kg dotada
de un transmisor de radio que lograba entrar en una órbita elíptica de entre
200 km y 900 km de altura y que estuvo en el espacio durante tres meses.
Sólo dos años después, la sonda soviética Lunik I,
se convertía en el primer objeto que lograba abandonar la Tierra, pasando a
unos 6.000 km de la Luna y dando comienzo a la exploración extraterrestre que
continuaría su “hermana” Lunik II que el mismo año 1959 lograba llegar a la
Luna, impactando contra su superficie. Entre tanto se asistía a otro hito, pues
el 26 de julio de 1963, los EEUU ponían en órbita geoestacionaria, a 36.000 km,
el Syncom-2.
Al año siguiente, en 1960, la Unión Soviética daba
comienzo a la exploración planetaria y en 1961 la Venera I lograba pasar por
las inmediaciones de Venus, mientras que la Mariner X norteamericana se
convertía en 1974 en la primera en llegar a Mercurio. Después vendría la
exploración de los planetas exteriores con las sondas americanas Pioner X (el
ingenio humano más alejado de la Tierra) y Voyager I y II que nos enviaron
datos e imágenes de Jupiter, Saturno, Urano y Neptuno … y recientemente, la
sonda New Horizons que, tras nueve años de viaje, ha cruzado el Sistema
Solar, y llegado al peculiar y diminuto Plutón, enviándonos espectaculares
imágenes y valiosa información sobre su superficie.
En esta carrera hacia las estrellas, las baterías de
las sondas han jugado un papel central, pues son las encargadas de suministrar
la energía eléctrica que necesitan las naves para que sus sistemas de
navegación, medición, comunicaciones, toma de imágenes, etc. estén operativos
durante años y sin mantenimiento.
Cuando el objetivo es un planeta interior,
cercano al Sol, el sistema elegido suele ser la energía solar fotovoltaica,
dotando a la sonda de paneles suficientes, de hecho en el desarrollo de esta
tecnología ha jugado un papel central la carrera espacial.
Sin embargo, cuando el vehículo espacial se dirige a
los confines del sistema solar, donde la intensidad de la luz del Sol llega
debilitada por la distancia, se recurre a Generadores Termoeléctricos de
Radioisótopos (GTR) unas vasijas que contienen una pequeña cantidad de un
radiosiótopo generador (sobre todo) de emisiones alfa y, por tanto, fácilmente
blindable, y con unas vidas medias bajas, en el entorno de los 80 – 100 años,
de muy elevada actividad radiactiva.
Estas propiedades las tenemos en el óxido (IV)
de plutonio-238, que genera la cantidad de calor suficiente como para que
exista una gran diferencia térmica entre el interior del generador y el
exterior que se encuentra a la temperatura del espacio exterior (unos 270ºC
bajo cero).
Para aprovechar tal gradiente térmico se utilizan
termopares, esto es, circuitos formados por dos conductores diferentes que,
merced al efecto Seebeck, generan una diferencia de potencial si sus extremos
se encuentran a diferente temperatura, los cuales en el caso de la sonda New
Horizons nos proporciona unos 200 W de potencia continuada durante casi un
siglo, a partir de unos 500 g de material radiactivo.
Una tecnología por tanto interesantísima que nos
suministra electricidad durante décadas sin necesidad de mantenimiento. En otro
artículo profundizaremos en sus características técnicas, sus costes, sus
limitaciones, sus peligros y su potencia.
Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.
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