Efecto del Agregado de Óxidos Nanoestructurados en Combustibles para Propulsión por Ablación Láser

C.ORTIZ; M. L. AZCÁRATE; C. BOJORGE; C. A. RINALDI; C. TORO SALAZAR

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados Nano 2018; 2018

Una de las principales figuras de mérito en la propulsión por ablación láser es el impulso específico, Ie, definido como el impulso por unidad de peso de combustible el cual, se relaciona con la velocidad de eyección de la masa ablacionada, ve a través de la aceleración de la gravedad: Ie = ve / g [1]. Al ser Ie una magnitud clave, necesita ser determinado de forma precisa. Actualmente Ie = Cm Q* / g [1] se infiere a partir de dos magnitudes que se determinan directamente: el coeficiente de acoplamiento, Cm, definido como el impulso producido por unidad de energía del láser, y Q*, la energía del láser consumida por unidad de masa ablacionada. A su vez, Q* se calcula a partir de la masa ablacionada por pulso que es del orden de nanogramos. Por ello suele determinarse del tamaño de los cráteres producidos por una gran cantidad de pulsos láser lo cual conduce a una mayor incerteza en el valor de Ie. Sin embargo, es posible determinar el Ie en forma directa midiendo la velocidad de eyección de la masa ablacionada mediante métodos interferométricos.En este trabajo se ha utilizado un interferómetro de Nomarsky [2] para determinar la velocidad de las plumas de ablación láser de distintos combustibles. Se fabricaron combustibles consistentes en matrices de metales u óxidos puros y de matrices de metales u óxidos con agregado de óxidos nanoestructurados. Los valores de Ie obtenidos con estos materiales se compararon con los producidos por blancos de aluminio y de sólidos binarios Zn/CaCO3 :: 70/30 anteriormente caracterizados [3].Referencias[1] Phipps C. et al. (2010) Journal of Propulsion and Power 26, 609-637.[2] Kalal M. et al. (1991) Optoelectronics for Environmental Science 54, 267-273 Springer.[3] Toro C. et al., Interferometric method for Isp determination, International High Power Laser Ablation Symposium (HPLA2018 ), 26 - 29 de marzo de 2018, Santa Fe, Nuevo Mexico, EEUU.