No âmbito do Programa Geral de Tecnologia de Apoio (GSTP) da ESA, investigadores do Imperial College London estão a desenvolver um motor de foguete em microescala denominado Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster (ICE-Cube Thruster).
Projetado para manobrar as menores classes de satélites, este minúsculo propulsor espacial utiliza os propulsores de hidrogênio e oxigênio produzidos pela eletrólise da água. Evitando qualquer necessidade de armazenamento volumoso de propelente gasoso, um eletrolisador associado executa uma corrente de 20 watts através da água para produzir hidrogênio e oxigênio para impulsionar o propulsor.
Todo o chip do propulsor tem aproximadamente o comprimento de uma unha, com sua câmara de combustão e bocal medindo menos de 1 mm de comprimento. O propulsor é tão pequeno em escala que só poderia ser montado usando uma abordagem MEMS (Micro-Electrical Mechanical Systems), emprestando métodos do setor de microeletrônica.
Numa campanha de testes, o ICE-Cube Thruster alcançou 1,25 milinewtons de empuxo em um impulso específico de 185 segundos de forma sustentada – isso é meio bilhão de vezes menos empuxo do que os motores usados no ônibus espacial. Os testes foram realizados através de uma atividade de redução de riscos do Programa de Tecnologia de Apoio Geral da ESA para provar a viabilidade do propulsor em testes de laboratório.
O ICE-Cube Thruster foi projetado para atender às necessidades do mercado de pequenos satélites em rápido crescimento. Prevê-se que o número anual de naves espaciais implantadas em 2020 seja mais de três vezes o número de 2016; deste mercado crescente, os nanosats, pesando menos de 22 libras (10 kg), representaram aproximadamente 90% das naves espaciais lançadas em 2017.
Estes pequenos satélites têm restrições muito rigorosas, o que dificulta a integração de um sistema de propulsão. Um sistema de propulsão deve ser muito pequeno, operar com potência muito baixa e, na maioria dos casos, usar propelentes não pressurizados e não tóxicos.
O propulsor ICE-Cube atende a esses requisitos usando um eletrolisador para dividir a água em suas moléculas constituintes de hidrogênio e oxigênio no espaço e alimentá-las diretamente ao propulsor. Este sistema tem vários benefícios, incluindo a facilidade de armazenamento de um propelente não perigoso em tanques compactos e leves e o alto desempenho de hidrogênio/oxigênio. Além disso, a eletrólise da água requer apenas uma fração da potência de dispositivos de propulsão elétrica comparáveis, o que está dentro da faixa de potência disponível para nanossatélites.
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