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Miércoles, 15 mayo 2013
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (92): Acumulador Eléctrico

Acumulador Eléctrico

Astronáutica

Dado que la mayoría de los ingenios espaciales necesitan electricidad para su funcionamiento, emplean sistemas de generación adecuados que garanticen ese suministro, como puede ser un panel solar, un generador termoeléctrico de radioisótopos o una célula de combustible.

Sin embargo, aunque algunos de estos sistemas producen electricidad de forma continua, otros no lo hacen. Por ejemplo, un panel solar sólo genera corriente eléctrica cuando está iluminado por el Sol. ¿Qué hacer, pues, cuando el vehículo entra en un período de eclipse (en la zona nocturna de su órbita alrededor de la Tierra) y deja de producir electricidad? Los ingenieros han resuelto este problema gracias a los acumuladores eléctricos, que como su nombre indica, permiten almacenar electricidad y ofrecerla para los sistemas cuando sea necesario.

Por otro lado, el consumo eléctrico a bordo de un vehículo no es siempre el mismo. A menudo será inferior a la producción total, pero pueden ocurrir cortos picos de demanda para satisfacer ciertos experimentos o actividades. En esos casos, resulta interesante haber guardado la electricidad sobrante en acumuladores, y así poder utilizarla cuando sea necesario.

En otras ocasiones, se montarán sólo baterías en un vehículo que se sabe que va a funcionar durante un período muy corto, evitándose de este modo embarcar en él formas de generación eléctrica habitualmente pesadas y caras. Muchas misiones espaciales han llevado a cabo su tarea con el concurso exclusivo de sus baterías.

Durante un lanzamiento, el satélite que es transportado a bordo del cohete no puede producir electricidad para sus sistemas mientras está encerrado y aislado dentro del carenado. Sus baterías le mantendrán vivo durante minutos, horas e incluso días, hasta que adopte la configuración final adecuada en el espacio.

La tecnología de los acumuladores eléctricos está muy avanzada, pero a pesar de todo, su aplicación en el ambiente espacial es un reto considerable.  Su objetivo es suministrar una corriente con una intensidad determinada de una forma continua. Eso lo hace la batería de nuestro automóvil o la pila de nuestra calculadora. Sin embargo, estos acumuladores no podrían funcionar en el espacio. Deben ser diseñados para soportar bajísimas temperaturas, el vacío espacial, grandes aceleraciones y vibraciones, durar lo máximo posible, pesar lo menos posible, y acumular mucha electricidad. Además, en la mayoría de los casos deben ser recargables.

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Las baterías se distinguen entre sí por su capacidad y por los materiales utilizados en su construcción. Hay muchos tipos, pero sólo algunos son aptos para su uso en el espacio. Para demandas limitadas, por ejemplo en satélites pequeños de bajo consumo, se emplean baterías de ión litio, de polímero de litio, o de níquel-cadmio. Para una demanda superior, se usan las de níquel-hidrógeno, utilizadas en satélites y sondas interplanetarias. Un grupo de ellas se incluyó en el telescopio espacial Hubble, y hasta que fueron reemplazadas en mayo de 2009, batieron el récord de cargas y descargas para este tipo de acumuladores, tras 19 años de operaciones. La batería de níquel-hidrógeno fue desarrollada por Comsat en 1970 y usada por primera vez en el satélite NTS-2 en 1977.

El primer Sputnik inauguró la era espacial llevando una batería que suponía el 38 por ciento del peso total del satélite. Dado que el ingenio no transportaba formas de producción eléctrica, la batería lo mantuvo vivo durante tres semanas, hasta que se agotó su carga. Desde entonces, los ingenieros no han dejado de trabajar para buscar alternativas menos pesadas y más duraderas.





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