Desventajas del motor nuclear para cohetes

Un motor de propulsión de plasma es un tipo de propulsión eléctrica que genera empuje a partir de un plasma casi neutro. Esto contrasta con los motores de propulsión iónica, que generan empuje mediante la extracción de una corriente de iones de la fuente de plasma, que luego se acelera a altas velocidades mediante rejillas/ánodos. Estos motores existen en muchas formas (véase propulsión eléctrica). Sin embargo, en la literatura científica, el término “propulsor de plasma” engloba a veces a los propulsores designados habitualmente como “motores iónicos”[1].

Los propulsores de plasma no suelen utilizar rejillas de alto voltaje o ánodos/cátodos para acelerar las partículas cargadas en el plasma, sino que utilizan corrientes y potenciales que se generan internamente para acelerar los iones, lo que da lugar a una menor velocidad de escape dada la falta de altos voltajes de aceleración.

Este tipo de propulsor tiene una serie de ventajas. La falta de rejillas de ánodos de alto voltaje elimina un posible elemento limitante como resultado de la erosión iónica de la rejilla. El escape de plasma es “cuasi-neutral”, lo que significa que los iones positivos y los electrones existen en igual número, lo que permite una simple recombinación de iones y electrones en el escape para neutralizar el penacho de escape, eliminando la necesidad de un cañón de electrones (cátodo hueco). Un propulsor de este tipo suele generar el plasma fuente mediante energía de radiofrecuencia o microondas, utilizando una antena externa. Este hecho, combinado con la ausencia de cátodos huecos (que son sensibles a todos los gases excepto a los nobles), permite la posibilidad de utilizar este propulsor con una variedad de propulsores, desde el argón hasta las mezclas de aire con dióxido de carbono y la orina de los astronautas[2].

  Cilindrada minima para viajar en moto

Motor de cohete de plasma

Se podría esperar que nuestra esperanza más brillante para enviar astronautas a otros planetas se encuentre en Houston, en el Centro Espacial Johnson de la NASA, dentro de una instalación multimillonaria de alta seguridad. Pero en realidad se encuentra a unos pocos kilómetros de distancia, en un gran almacén detrás de un centro comercial. Este edificio anodino y poco atractivo es la empresa privada aeroespacial Ad Astra Rocket Company, y en su interior, el fundador Franklin Chang Díaz está construyendo un motor de cohete que es más rápido y más potente que cualquier cosa que la NASA haya volado antes. La velocidad, cree Chang Díaz, es la clave para llegar a Marte con vida. De hecho, me dice mientras nos asomamos a una cámara de pruebas de tres pisos, su motor viajará algún día no sólo al Planeta Rojo, sino a Júpiter y más allá.

Parezco escéptico y Chang Díaz sonríe amablemente. Está acostumbrado a esta reacción. Lleva desarrollando el concepto de un cohete de plasma desde 1973, cuando se convirtió en estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. Su idea era la siguiente: El combustible para cohetes es un propulsor pesado e ineficiente. Así que imaginó construir un motor de nave espacial que utilizara reactores nucleares para calentar el plasma a dos millones de grados. Los campos magnéticos expulsarían el gas caliente por la parte trasera del motor. Sus cálculos mostraron que una nave espacial con este motor podría alcanzar 123.000 millas por hora, de Nueva York a Los Ángeles, en aproximadamente un minuto.

Cómo llegar a Marte más rápido

Casi 50 años después de la llegada a la Luna, la humanidad se ha propuesto enviar a los primeros humanos a Marte. El viaje a la Luna duró tres días; el viaje a Marte tardará probablemente más de un año. La diferencia no es sólo de tiempo.

  Viajar en moto de baja cilindrada

Necesitaremos muchos más suministros para el viaje en sí, y cuando lleguemos al Planeta Rojo, tendremos que acampar y quedarnos un tiempo. Transportar todo este material requerirá una tecnología de cohetes revolucionaria.

El Saturno V fue el mayor cohete jamás construido. Consumió una enorme cantidad de combustible en reacciones químicas explosivas que impulsaron la nave espacial Apolo a la órbita. Tras alcanzar la órbita, el Apolo expulsó los tanques de combustible vacíos y encendió sus propios cohetes químicos que utilizaron aún más combustible para llegar a la Luna. Se necesitaron casi un millón de galones de diversos combustibles sólo para enviar a unas cuantas personas en un viaje de un día a nuestro cuerpo extraterrestre más cercano.

Entonces, ¿cómo podríamos enviar un asentamiento a Marte, que está más de 100 veces más lejos que la Luna? La combinación Saturno-Apolo sólo podría enviar a la Luna el equivalente en masa de un vagón de ferrocarril; harían falta docenas de esos cohetes sólo para construir una pequeña casa en Marte. Lamentablemente, no hay alternativas para el cohete de lanzamiento “químico”; sólo las potentes explosiones químicas pueden proporcionar la fuerza suficiente para superar la gravedad de la Tierra. Pero una vez en el espacio, una nueva tecnología de cohetes de bajo consumo puede tomar el relevo: los cohetes de plasma.

Investigación sobre la propulsión térmica nuclear

En las novelas y películas clásicas de ciencia ficción de Arthur C. Clarke, 2001: Odisea del Espacio y Odisea Dos, las naves espaciales Discovery y Alexei Leonov realizan viajes interplanetarios utilizando motores de plasma. Los reactores nucleares calientan el hidrógeno o el amoníaco hasta alcanzar un estado de plasma lo suficientemente energético como para proporcionar empuje.

  Consejos viajar en moto

“Un motor de cohete es un bote que contiene gas a alta presión”, explicó Chang Díaz. “Cuando se abre un orificio en un extremo, el gas sale a chorros y el cohete va en dirección contraria. Cuanto más caliente esté el gas en el recipiente, mayor será la velocidad de escape y más rápido irá el cohete. Pero si está demasiado caliente, funde el bote”.

El motor VASIMR es diferente, explicó Chang Díaz, debido a la carga eléctrica del combustible: “Cuando el gas supera los 10.000 [kelvins], se convierte en plasma, una sopa de partículas con carga eléctrica. Y estas partículas pueden mantenerse unidas por un campo magnético. El campo magnético se convierte en el recipiente, y no hay límite para lo caliente que se puede hacer el plasma”.

explicó Chang Díaz: “Recuerda que estás acelerando la primera mitad del viaje, la otra mitad la estás ralentizando, así que llegarás a Marte pero no lo pasarás. La velocidad máxima con respecto al Sol sería de unas 32 millas por segundo [o 51,5 km/s]. Pero eso requiere una fuente de energía nuclear para calentar el plasma a la temperatura adecuada”.

Scroll al inicio
Esta web utiliza cookies propias y de terceros para su correcto funcionamiento y para mostrarte publicidad relacionada con sus preferencias en base a un perfil elaborado a partir de tus hábitos de navegación. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad