Comparación de combustibles sólidos dopados con nanopartículas de distintos materiales para propulsión por ablación láser

C. TORO; J. J. ORTIZ; C. RINALDI; C. BOJORGE; J. VOROBIOFF; M. L. AZCÁRATE; V. DIZ; N. BOGGIO

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Encuentro; Nanomercosur; 2017

Fundación Argentina de Nanotecnología

En los últimos años se ha comenzado a investigar la utilización de combustibles sólidos en los sistemas de orientación de nanosatélites. Los prototipos de motores desarrollados se basan en la ablación de estos combustibles mediante láseres[1]. La propulsión láser se caracteriza mediante dos figuras de mérito: el coeficiente de acoplamiento, Cm que es el impulso por unidad de energía del láser; y el Impulso específico, Isp, definido como el impulso producido por unidad de peso de combustible consumido.Generalmente la determinación del Isp se realiza a partir del Cm y de la energía del láser por unidad de masa consumida. Dado que la cantidad de masa eyectada por pulso es muy pequeña, el Isp se determina con mucho error. Sin embargo, el Isp también se relaciona con la velocidad de eyección del combustible consumido, ve, como Isp=ve / g (coeficiente de gravedad). Determinaciones precisas del Isp pueden realizarse a partir de la medición directa de la vede las partículas por métodos interferométricos. En particular, en este trabajo se implementó un Interferómetro de Nomarsky[2] para ello. En trabajos anteriores se caracterizaron combustibles sólidos a través de la determinación del Cm con un péndulo de torsión y un sensor piezoeléctrico calibrado. Estos consistían en matrices de Zn dopadas con CaCO3 [3] y de ZnO dopadas con nanopartículas de ZnO en diferentes concentraciones, y de diferentes diámetros [4]. En este trabajo se determinaron los Isp de combustibles sólidos consistentes de matrices de ZnO micrométrico dopadas con nanopartículasde ZnO, SiO2 y Fe3O2, así como de matrices de compuestos nanoparticulados puros. Referencias1 C. Phipps et al., ?Diode Laser-Driven Microthrusters: A New Departure for Micropropulsion?, AIAA Journal Vol. 40, No. 2, (2002).2M. Kalal, Optoelectronics for Environmental Science 54, (1991) 267-273 Springer.3 C. A. Rinaldiet al., Propulsion: Types, Technology and Applications, Ch 11. ISBN: 978-1-61470-606-9.4 C. Toro et al., ?Efectos de NPs de ZnO en propelentes para PAL?, XVI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados 2016 y ?Efectos del diámetro de NPs de ZnO en Propelentes para PAL?, AFA 2016.