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El motor de iones VASIMR podría – si se alimenta mediante un reactor nuclear a bordo – llevar a loas astronautas a Marte en apenas 39 días (Ilustración: Ad Astra Rocket Company)

Existe un creciente coro de voces que piden el envío astronautas a Marte en lugar de a la Luna, pero los críticos señalan que tal viaje sería largo y agotador, necesitando aproximadamente seis meses para llegar al Planeta Rojo. Pero ahora, los investigadores están probando un nuevo y potente motor de iones que podría algún día acortar el viaje a sólo 39 días.

Los cohetes tradicionales queman combustible químicos para producir impulso. La mayor parte de este combustible se usa en la elevación inicial sobre la superficie de la Tierra, por lo que los cohetes tienen a deslizarse el mayor tiempo que pasan en el espacio.

Los motores de iones, por otra parte, aceleran los átomos eléctricamente cargados, o iones, a través de un campo eléctrico, impulsando de este modo la nave en la dirección opuesta. Proporcionan mucho menos impulso en un momento dado de lo que pueden hacerlo los cohetes químicos, lo cual significa que no puede romper por sí mismos la barrera de la gravedad terrestre.

Pero una vez en el espacio, pueden dan un impulso continuo durante años, como una brisa continua en un velero, acelerando gradualmente hasta que se mueva más rápido que con los cohetes químicos.

Varias misiones espaciales ya han usado motores de iones, incluyendo la nave Dawn de la NASA, la cual está en ruta hacia los asteroides Vesta y Ceres, y la nave japonesa Hayabusa, que se encontró con el asteroide Itokawa en 2005.

Pero un nuevo motor, conocido como VASIMR (Cohete de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable), tendrá un “impulso” mucho mayor que los anteriores. Esto se debe a que usa un generador de radiofrecuencias, similar a los transmisores usados para emitir programas de radio, para calentar las partículas cargadas, o plasma.

El motor está siendo desarrollado por la Compañía Ad Astra Rocket, que se fundó en 2005 por el físico de plasma y anterior astronauta de la lanzadera espacial Franklin Chang-Diaz.

Tan caliente como el Sol

VASIMR funciona de forma similar a un motor de vapor, con la primera fase realizando un trabajo análogo a hervir el agua que crea el vapor. El generador de radiofrecuencia calienta un gas de átomos de argón hasta que los electrones “hierven”, creando un plasma. Esta etapa se probó por primera vez el 2 de julio en las oficinas centrales de Ad Astra en Webster, Texas.

El plasma podría producir impulso por sí mismo si fuese disparado desde el cohete, pero no de forma muy eficiente. Para optimizar la eficiencia, la segunda fase del cohete calienta los iones aproximadamente a un millón de grados, una temperatura equiparable a la del centro del Sol.

Hace esto aprovechando el hecho de que en un potente campo magnético – como los producidos en los imanes supreconductores de un motor, los iones giran a una frecuencia fija. El generado de radiofrecuencia se ajusta a la misma frecuencia, inyectando energía extra a los iones.

Gran potencia

Los potentes campos magnéticos canalizan entonces el plasma fuera del motor, propulsando el cohete en la dirección opuesta.

Gracias al generador de radiofrecuencias, VASIMR puede alcanzar niveles de potencia cientos de veces mayores que otros motores, los cuales simplemente aceleran el plasma enviándolo a través de una serie de parrillas de metal con diferentes voltajes. En esta configuración, los iones que colisionan con la parrilla tienden a erosionarla, limitando la potencia y tiempo de vida del cohete. El generador de radiofrecuencias de VASIMR solventa este problema no entrando nunca en contacto con los iones.

“Es la fuente de plasma superconductora más potente jamás creada, por lo que sabemos”, dice Jared Squire, director de investigación de Ad Astra.

Los científicos de Ad Astra comenzaron a probar la segunda fase del motor – la que calienta el plasma – la semana pasada. Hasta el momento, los miembros del equipo han hecho funcionar el motor de dos etapas a una potencia de 50 kilovatios. Pero esperan alcanzar los 200 kW de potencia en las pruebas actuales, suficiente para proporcionar aproximadamente medio kilo de empuje. Eso puede sonar a poco, pero en el espacio puede propulsar dos toneladas de carga.

Impulsos orbitales

Ad Astra y NASA han llegado a un acuerdo para probar el encendido de los cohetes en el espacio, adjuntos a la Estación Espacial Internacional en 2012 o 2013. Potencialmente, VASIMR podría proporcionar el impulso periódico necesario para mantener ala ISS en órbita.

En sus actuales niveles de potencia, VASIMR podría funcionar completamente con energía solar. Squire dice que sería un buen remolcador a la órbita de la Tierra, llevando satélites a distintas órbitas. Podría también lanzar carga a la base lunar, y debido a que viajaría relativamente rápido, podría desplegarse en asteroides potencialmente peligrosos para sacarlos gravitatoriamente de su curso años antes de que alcancen la Tierra.

Para viajar a Marte en 39 días, no obstante, se necesitaría 1000 veces más de la que puede proporcionar la energía solar. Para esto, VASIMR necesitaría un reactor nuclear a bordo. Las primeras versiones de la tecnología del reactor se usaron desde la década de 1960 a 1980 por la Unión Soviética, pero no han sido usados en el espacio desde entonces y se necesitaría tiempo para su desarrollo. “Eso sería una cosa para el futuro”, dice Squire.

Pero la posibilidad de tal viaje corto a Marte fue recientemente elogiada por Charles Bolden, nuevo director de la NASA. Dijo que la NASA había proporcionado un pequeño montante hacia el desarrollo de VASIMR, y dijo que la colaboración era un buen ejemplo de asociación con la industria privada que podría ayudar a la agencia a lograr sus objetivos después de la retirada de las lanzaderas espaciales en 2010.

Autor: Lisa Grossman
Fecha Original: 22 de julio de 2009
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Esta entrada fue escrita el Jueves, 23 de julio de 2009 a las 10:08 pm y archivada en Astronomía, Tecnologí­a. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.