Ocho formas de alta tecnología de propulsar una nave espacial
Escrito por Kanijo en Astronomía, Tecnología
¿Qué se necesita para ir audazmente donde no se ha ido nunca antes? Los cohetes convencionales queman gas caliente a través de una tobera para conseguir impulso, pero eso no nos llevará al espacio profundo.
Los ingenieros de cohetes han aparecido con una variedad de soluciones – algunos siguen en el dominio de la ciencia-ficción, pero otros están en el borde de la realidad. Aquí hay una selección de los que aún día podrían llevarnos a través de la frontera final.
Propulsión de pulsos nucleares
Propulsar tu nave espacial creando diminutas explosiones atómicas no es tan alocado como suena, de acuerdo con la NASA. Una nave de propulsión por pulsos detonaría una pequeña bomba nuclear detrás de ella, y podría navegar en las ondas de choque hasta Marte en apenas un mes. Dejar restos radiactivos como basura espacial en la vecindad de la Tierra (u otros planetas) probablemente no es una buena idea, no obstante.
Propulsión solar térmica
Para esto necesitará algunos grandes diamantes: El prototipo de la NASA usa un concentrado de zafiro para recolectar la luz del Sol u otras estrellas para crear un potente rayo para calentar el gas de hidrógeno, el cual es expulsado a través de una tobera para proporcionar empuje. Merece la pena apuntar que este método no funcionaría en el lado oscuro de un planeta o muy lejos de una estrella.
Nave propulsada por vacío
Arthur C. Clarke usó las “fluctuaciones del vacío” para enviar personajes al espacio profundo hace décadas. Pero G. Jordan Maclay de la compañía de investigación Quantum Fields LLC en Wisconsin, Estados Unidos, dice que una nave propulsada por el vacío es posible. Su idea es construir una nave que aproveche el Efecto Casimir: la fuerza atractiva entre dos placas metálicas sin carga colocadas a pocos micrómetros de distancia, provocada por la fluctuación del vacío cuántico en el campo electromagnético. Cuando las placas se acercan, la fuerza se hace mayor, y el motor de Macleay usaría la energía generada moviendo las placas más cerca antes de separarlas de nuevo. ¿El problema? Los ingenieros de materiales aún están a años luz de hacer práctica esta técnica.
Velas magnéticas
Al contrario que las velas solares mejor conocidas, las velas magnéticas son completamente invisibles. Muy similar al campo magnético protector de la Tierra, un campo magnético artificial alrededor de la nave desviaría el viento solar. Esto se usaría para proporcionar impulso: la aceleración comenzaría lentamente, pero la NASA dice que tras tres meses una nave impulsada por una vela magnética volaría a una velocidad de más de 280 000 km/h.
Campos gravitatorios artificiales
Los motores de antigravedad podrían ser posibles de acuerdo con la controvertida Teoría Extendida de Heim, la cual trata de reconciliar la relatividad general y la física cuántica. Los científicos han informado de efectos antigravitatorios, generados con un imán superconductor giratorio. Jochem Häuser, físico de la Universidad de Ciencias Aplicadas en Salzgitter, Alemania, dice que esto debería producir partículas conocidas como “gravifotones”, los cuales tienen tanto propiedades magnéticas como gravitatorias. Producirían un campo gravitatorio que empuja contra el propio motor, acelerando la nave.
Velas solares
En lugar de captar una brisa ligera, una vela solar capta luz solar – y la diminuta fuerza de los fotones impactando en ella puede mover la nave a través del espacio sin combustible. La propia vela es una lámina reflectante 100 veces más fina que el papel. Esto podría sonar demasiado delicado para mover nada, pero tanto la Sociedad Planetaria como el Laboratorio de Propulsión a Chorro, con sede en Pasadena, California, planean hacer pruebas de prototipos reales en el espacio pronto. Como la propulsión térmica solar, este método deja a la nave sin ayuda en la oscuridad.
Motor warp de energía oscura
Como te diría un aficionado a la ciencia-ficción, un motor warp crea una burbuja de espacio-tiempo común y expande o contrae conforme el espacio-tiempo a su alrededor para mover una nave más rápido que la velocidad de la luz. De acuerdo con un estudio de 2008 procedente de teóricos de cuerdas de la Universidad de Baylor en Texas, la energía requerida podría proceder de manipular la energía oscura, la misteriosa fuerza que acelera la expansión del universo. Cómo aprovecharla exactamente, sin embargo, nadie lo sabe. Incluso entonces, los investigadores dicen que la nave consumiría toda la masa de Júpiter sólo para moverse 10 metros a la velocidad de la luz, por lo que no lograría puntos por eficiencia de combustible.
Motores de antimateria
¿Cómo podrían los motores de antimateria llevar una nave a Marte en seis semanas? A primera vista, se parecería a un cohete convencional. El producto de las colisiones de materia y antimateria calentaría el gas y la impulsaría a través de una tobera. Pero investigadores de la Universidad Estatal de Pennsylvania dicen que éste es un caso donde menos es más: sólo un gramo de antimateria podría proporciona tanta energía como 1000 tanques externos de combustible cargados en la lanzadera espacial de la NASA antes de su lanzamiento.
Autor: Katie Lee
Fecha Original: 24 de diciembre de 2008
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Salu2…
Me parece muy interesante el artículo, y mas aun, me parece que es el campo a nivel mundial que mas se deberia estar desarrollando, junto con la tecnologia para la salud.
Pienso que en el Universo esta el futuro del humano, por lo tanto me parece muy positivo estas investigaciones, y me parece muy positivo que vayan, dentro de poco, a probar el velas espaciales. Ahora para no quedar atrapado en el lado oscuro de un planeta, tambien seria bueno que adelantaran el trabajo con la antimateria.
Seria una nave perfecta, rapida que no gasta combustible, y cuando se ve inutilizada usaria la antimateria, que funciona con muy poco material.
Gracias
Coincido con Carlos en que un mayor impulso en la investigación y desarrollo de otros medios de propulsión espacial sería muy beneficioso para la Humanidad. No solo para la exploración espacial, sino que seguro que se podrían extraer aplicaciones importantes para el desarrollo de alternativas energéticas viables aqui en la Tierra, investigación de materiales, telecomunicaciones, medicina, óptica, etc.
Algunos motores un tanto espectaculares, como el motor warp o los campos gravitatorios artificiales hoy día ni tan siquiera tienen cimientos teóricos totalmente consistentes, pero otras formas ofrecen posibilidades muy sugerentes en las que trabajar. Si algo ha demostrado siempre la Ciencia, es que la investigación básica nunca es vana, y que gracias a ella siempre llegan otras aplicaciones novedosas no imaginadas inicialmente.
Yo me conformo con poder ver alguno de estos proyectos funcionando un dia
El tema problematico que le veo a algunos de los sistemas propuestos es que, si bien se consiguen velocidades muy altas que es lo que interesa para llegar lejor, por su propio funcionamiento pueden dar pequeños problemas a la hora de llegar al sitio, y es el frenar
La mitad de los sistemas propuestos solo servirían para navegar por el sistema solar; cualquier sistema de propulsión que dependa, en mayor o menor medida, de una estrella no sirve para llegar a otro sistema estelar.
Bueno, depende de lo exigente que seas. Con la tecnología de velas, suponiendo que alcanzásemos el nivel tecnológico suficiente, se han pronosticado velocidades de hasta un 20% de la velocidad de la luz.
Bonito lavado de cara. Me gusta mucho la cabecera. Pero me gusta mas la columna de los chismes a la derecha (no sé por qué). De todas formas, espero que los contenidos sigan manteniendo el excelente nivel que han venido teniendo hasta ahora. Un saludo, doctor.
El unico factible, que funciona lejos de una estrella y que no es ciencia ficcion es el de pulsos nucleares. Y el de la antimateria llegado el caso, como forma de almacenar la maxima energia en la minima masa.
Lo de los residuos nucleares es como un tick. Pocos residuos serían, y menos en la inmensidad del espacio. Y si hay algo que abunda tras el campo magnetico terrestre son particulas de alta energia, rayos cosmicos, osea radiactividad natural.
Y las estrellas tambien generan continuamente elementos radiactivos en cantidades incomparablemente mayores que cualquier nave y se esparcen con vientos estelar o por supernovas. Lo dicho, lo de aludir a los desechos nucleares siempre que sale algo nuclear es como un automatismo asustaviejas. El Universo es radiactivo, uuuhhh.
@Fer: No concuerdo con vos, hablar de residuos de radiación creada por el hombre es hablar de contaminación, el medio ambiente no se termina fuera del planeta, y ademas piensa, ¿solo habrá una nave de este tipo ahí afuera? ¿Conoces las consecuencias de un aumento en la concentración de esta radiación “artificial” en el espacio cercano a la tierra? ¿Que pasaría con los desarrollos estacionarios en la órbita con estos residuos?
Creo que es imposible crear un sistema libre de emisiones, pero al menos podríamos tratar de hacerlo lo mas limpio posible.
Pienso que para el espacio cercano lo ideal sigue siendo el elevador orbital.
El ascensor espacial seguramente es la solucion energeticamente optima para poner material en orbita.
La impulsión por energia nuclear lo es para viajar por el espacio mas alla de la orbita de la Tierra.
Para viajes rapidos de sondas dentro del sistema solar se puede emplear pequeños reactores que alimentan motores ionicos, etc.
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Prometheus
Ademas ello permite obtener resultados cientificos mucho mas elevados, las sondas tendrían cientos o miles de veces mas energia disponible para experimentos y observaciones.
Lo de la impulsion a base de pequeñas esplosiones nucleares es otro concepto, ‘escape libre’. Sería para obtener mayores velocidades, que permitan incluso viajes interestelares.
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Orion_(nuclear_propulsion)
La paranoia antinuclear lastra el desarrollo de tecnologia espacial eficaz desde hace decadas.
Los residuos a los que te refieres no son preocupantes:
-En el caso de los pequeños reactores que propulsan motores ionicos no emiten residuos, quedan dentro del reactor. En cualquier caso estamos hablando de unos cuantos Kg dentro de una maquina en un espacio inmenso y mucho mas radiactivo.
-Para el caso de impulsion con explosiones nucleares si dejarían algunos residuos, pero dada la velocidad que alcanzarían las naves estarían totalmente diluidos en el espacio, sería una concentracion ridicula, mucho menor a la de la habitacion donde estés.
Te repìto que la radiactividad es algo natural y ubicuo en el Universo. Cuando dices “hablar de residuos de radiación creada por el hombre es hablar de contaminación” me suena a cantinela o dogma. Y cuando hablamos del espacio ya ni te digo.
Un ejemplo de los absurdos a los que lleva la paranoia antinuclear en el espacio es la estacion espacial ISS.
Es como una gran feria de muestras de paneles solares ortopédicos. http://economiaaplicada.files.wordpress.com/2007/08/iss.jpg
La mayor parte del peso y la estructura se dedica a ello, cuando antes de los años 80 se hubiera utilizado un ligero, sencillo y compacto RTG como fuente de energía duradera.
balam, la radiactividad y la contaminacion es relativo a cuan perjudicial es al medio ambiente. Este concepto deja de existir fuera del planeta tierra, no existe una bioesfera en el espacio. El espacio exterior fuera de la proteccion del campo magnetico de la tierra esta lleno de particulas de alta energia que nos mataria. Generar residuos “radioactivos” en el espacio es casi como generar agua en la tierra, o sea, no pincha ni corta en un ambiente naturalmente hostil.