La tecnología de cohetes espaciales mejora cada vez más, y ahora una nueva propuesta podría hacer posible la ansiada colonización de Marte, 10 veces más rápido que con otros cohetes propulsores probados en el espacio.
La Dra. Fatima Ebrahimi, que trabaja para el Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU., ha inventado un nuevo cohete de fusión que algún día podría llevar humanos a Marte.
El dispositivo utiliza campos magnéticos para disparar partículas de plasma desde la parte trasera del cohete e impulsar la nave a través del espacio.
El uso de campos magnéticos permite a los científicos ajustar la cantidad de empuje para una misión en particular y los astronautas cambian la cantidad de empuje mientras pilotean hacia mundos distantes.
La Dra. Fatima Ebrahimi ha inventado un nuevo cohete de fusión que algún día podría llevar a los humanos a Marte. Crédito: Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL)
La innovación de Ebrahimi también llevaría a los «héroes espaciales» al Planeta Rojo 10 veces más rápido que los propulsores de cohetes actuales que utilizan campos eléctricos para impulsar las partículas.
Ebrahimi dijo en un comunicado:
“He estado estudiando este concepto por un tiempo. Tuve la idea en 2017 mientras estaba sentada en una terraza y pensaba en las similitudes entre el escape de un automóvil y las partículas de escape de alta velocidad. Durante su funcionamiento, este tokamak produce burbujas magnéticas llamadas plasmoides que se mueven a unos 20 kilómetros por segundo, lo que me pareció un empuje”.
Replicar el proceso de fusión
La fusión es el poder que impulsa el Sol y las estrellas, y combina elementos de luz en forma de plasma.
El plasma es el estado caliente y cargado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos que representa el 99 por ciento del universo visible y es capaz de generar cantidades masivas de energía.
Los científicos han estado trabajando día y noche para replicar la fusión en un laboratorio con la esperanza de aprovechar su poder para producir electricidad para los cohetes que viajan a través del espacio profundo.
Crédito: arXiv.org
Los propulsores de plasma actuales que usan campos eléctricos para impulsar las partículas solo pueden producir un impulso o velocidad baja.
Pero las simulaciones por computadora realizadas en computadoras PPPL y el National Energy Research Scientific Computing Center, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en el Lawrence Berkeley National Laboratory en Berkeley, California, mostraron que el nuevo concepto de propulsor de plasma puede generar gases de escape con velocidades de cientos de kilómetros por segundo, 10 veces más rápido que los de otros propulsores.
Esa velocidad más rápida al comienzo del viaje de una nave espacial podría poner los planetas exteriores al alcance de los astronautas, dijo Ebrahimi.
Ebrahimi dijo en un comunicado:
“Los viajes de larga distancia llevan meses o años porque el impulso específico de los motores de cohetes químicos es muy bajo, por lo que la nave tarda un poco en ponerse al día. Pero si hacemos propulsores basados en la reconexión magnética, posiblemente podríamos completar misiones de larga distancia en un período de tiempo más corto”.
Ventajas con otras tecnologías
El uso de campos magnéticos permite a los científicos ajustar la cantidad de empuje para una misión en particular y los astronautas cambian la cantidad de empuje mientras pilotean hacia mundos distantes.
Aunque el uso de la fusión para impulsar cohetes no es un concepto nuevo, el propulsor de Ebrahimi se diferencia de los dispositivos líderes en tres formas.
La primera es que cambiar la fuerza de los campos magnéticos puede aumentar o disminuir la cantidad de empuje, lo que permitirá maniobrar mejor a través del oscuro abismo que es el espacio.
Ebrahimi dijo:
“Al usar más electroimanes y más campos magnéticos, de hecho se puede girar una perilla para ajustar la velocidad”.
En segundo lugar, el nuevo propulsor produce movimiento al expulsar partículas de plasma y burbujas magnéticas conocidas como plasmoides.
Los plasmoides agregan potencia a la propulsión y ningún otro concepto de propulsor los incorpora.
Sin embargo, la tercera y última diferencia entre el concepto de Ebrahimi y otros es que el suyo usa campos magnéticos para disparar partículas de plasma desde la parte posterior del cohete, dispositivos probados en el espacio que usan campos eléctricos.
El uso de campos magnéticos puede cambiar las reglas del juego, ya que permite a los científicos adaptar la cantidad de empuje para una misión en particular.
Marte
Ebrahimi dijo:
“Mientras que otros propulsores requieren gas pesado, hecho de átomos como el xenón, en este concepto puedes usar cualquier tipo de gas que desees”.
Los científicos pueden preferir el gas ligero en algunos casos porque los átomos más pequeños pueden moverse más rápidamente.
Esperamos ver en unos años el concepto puesto en práctica, y quizá esa nave que lleve humanos a Marte tenga impresa en uno de sus lados el nombre US. Ebrahimi, en honor a la física inventora.
Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Journal of Plasma Physics.
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