A UVigo participa nun estudo sobre a xestión de enerxía eléctrica para vehículos lunares non tripulados

A Universidade de Vigo participa nun proxecto coas universidades de Oviedo e Leicester (Reino Unido) para o desenvolvemento de sistemas de potencia para vehículos ambulantes non tripulados (máis coñecidos como ‘rovers lunares’) combinando paneis solares, baterías e xeradores termoeléctricos de radioisótopos (RTGs-Radiosotope thermal generators).

A iniciativa Advanced Management Power Electronics for Radiosotope and Solar (AMPERS) está financiada pola Axencia Espacial Europea (ESA) e ten unha duración de dous anos. Foi elixida para o proxecto Power management conditioning for hybrid radioisotope solar power systems, financiado con 340.000 euros. Botou a andar en setembro de 2023 e estenderase ata setembro 2025. A participación da UVigo está liderada polo grupo Aerospace Technology Research Group, concretamente polos investigadores, e profesores da Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo do campus de Ourense, Carlos Ulloa e Fermín Navarro, completando o equipo o tamén docente deste centro Alejandro M. Gómez, Alejandro Camanzo e Manuel Diz, todos eles membros do Centro de Investigación atlanTTic. O líder do consorcio é o grupo de Sistemas Electrónicos de Alimentación da Universidad de Oviedo, con Manuel Arias e Pablo Fernández á cabeza e José Antonio Álvarez.

Adaptándose ás condicións do polo sur lunar

Segundo explican desde a súa organización, o proxecto ten como obxectivo deseñar sistemas de potencia eléctrica que combinen as diversas fontes de enerxía, como son solar, RTG e baterías, de modo que se garantan as demandas enerxéticas dun vehículo ambulante non tripulado no polo sur lunar (lugar de interese científico pola posibilidade de que exista auga conxelada). Neste emprazamento, sinalan, combínanse, por unha banda, rexións nas que nunca loce o Sol, polo que non hai enerxía solar dispoñible, e, por outro, rexións nas que o Sol nunca se oculta. Un vehículo traballando nesta contorna debe acomodarse a ambas situacións. Porén, comentan os investigadores, as tres fontes de enerxía indicadas por separado presentan algúns contras. Os RTGs proporcionan unha fonte de enerxía eléctrica constante, pero moi baixa e a unha voltaxe incompatible cos sistemas de potencia eléctrica típicos en aplicacións espaciais. Ademais, responden moi lentamente ante cambios da demanda de potencia. As baterías, engaden, facilitan un aporte moi rápido de enerxía pero deben recargarse periodicamente e os paneis solares son as fontes máis rápidas, pero precisan da luz do Sol para operar.

As tarefas do consorcio de AMPERS comprenden o dimensionado das diversas fontes de enerxía para cumprir as demandas, minimizando a masa e o volume. Así, de xeito xeral, os investigadores participantes apuntan que unha solución que soamente empregase RTGs sería moi pesada e voluminosa, mentres que unha que só usase paneis solares resultaría inviable, dada a falta de luz solar. No proxecto tamén avaliarán distintas arquitecturas do sistema de potencia co obxecto de minimizar as súas perdas.

A participación da Universidade de Vigo nesta iniciativa dá continuidade á liña de colaboración existente coa Universidad de Oviedo centrada en misións á Lúa e á súa dilatada experiencia no control térmico de naves. Concretamente, o Aerospace Technology Research Group encárgase no proxecto de modelar a contorna térmica na que o rover traballará. “Nós facemos o control térmico do sistema para que todo estea a temperaturas axeitadas para que funcione”, resumen os investigadores da UVigo. Esta contorna térmica, detallan, afecta á potencia producida polos paneis solares e os RTG, así como á operación das baterías. “Ademais, se as temperaturas fosen moi baixas, sería necesario o uso de calefactores. Estes calefactores contribúen á demanda de potencia eléctrica, polo que teñen un impacto nas tarefas que debe realizar a Universidad de Oviedo, o dimensionado das fontes de enerxía e do sistema de potencia”, indican desde a iniciativa. A Universidad de Oviedo desenvolverá os modelos de simulación do sistema de potencia e os seus prototipos funcionais. A Universidade de Leicester é o principal desenvolvedor en Europa de RTGs e no proxecto proporcionará modelos de simulación compatibles cos ideados pola Universidad de Oviedo. Facilitará tamén modelos eléctricos dos RTGs co obxectivo de simular o comportamento destes para a súa integración cos prototipos que se levarán a cabo.