El futuro de los motores espaciales está a la vuelta de la esquina

Recreación artística de un cohete con propulsión de plasma rumbo a Marte | imagen Ad Astra/NASA

Nos esperan meses trepidantes en el campo de la exploración espacial. En noviembre, la siempre sorprendente SpaceX de Elon Musk presenta lo que ellos mismos consideran como el lanzamiento más ambicioso de su corta pero impresionante carrera: El Falcon Heavy.

Por otro lado, después del lanzamiento de sondas como New Horizons a Plutón, OsirisRex al asteroide Bennu o Juno operando ya en Júpiter, los responsables de NASA empiezan a definir las próximas misiones del programa New Frontiers. Entre las candidatas más prometedoras se encuentran una sonda capaz de descender a la superficie de Venus, una misión para recoger muestras del polo sur de la Luna o incluso una sonda que traiga a la Tierra muestras recogidas en la superficie de un cometa.

Además, y siguiendo en el ámbito de la propulsión, la agencia estadounidense tiene pendiente desde hace años y con numerosos retrasos, la presentación de su nuevo y esperado sistema de lanzamiento SLS, cuyas primeras pruebas estaban previstas para este mismo 2017.

Test de funcionamiento en tierra del SLS (Space Launch System) | imagen NASA

Sin embargo, no nos confundamos: por futuristas y sorprendentes que sean estos proyectos, siguen siendo “solo cohetes”. Porque si queremos ser claros, desde el histórico lanzamiento del Sputnik hasta nuestros días, todos los lanzamientos que la Humanidad ha realizado se han basado en cuenta atrás, quemar combustible y a volar…

Los cohetes de combustión nos han sido útiles durante todas estas décadas, pero todos sabemos que si algún día queremos realizar una verdadera exploración espacial necesitamos algo nuevo, algo diferente a los sistemas químicos que tenemos ahora. Incluso con el novedoso sistema de recuperación de cohetes, propuesto por SpaceX en su espectacular Falcon Heavy, seguimos estando ante más de lo mismo: quemar combustible.

Recreación del Falcon Heavy y sus tres cohetes recuperables | imagen SpaceX

Por supuesto contamos con ideas nuevas, algunas muy prometedoras, el problema es saber cuándo estarán realmente listas para utilizarse. Y una de las más interesantes soluciones para la propulsión espacial se llama VASIMR.

El nombre corresponde a las siglas en inglés de Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, o lo que es lo mismo: Un sistema de propulsión basado en el plasma. Su funcionamiento, a grandes rasgos, consiste en acelerar iones a altas velocidades utilizando un campo eléctrico. Ad Astra Rocket Company, la empresa que se ocupa de desarrollar el VASIMR, lo explica de la siguiente manera: un gas como el argón, el xenón, o el hidrógeno se inyecta en un tubo rodeado por un magneto y una serie de antenas de ondas de radio. De esta manera el gas frío se trasforma en plasma super calentado, y el campo magnético en expansión al final del cohete (la tobera magnética) convierte el movimiento térmico de las partículas del plasma en un flujo dirigido.

Evidentemente este tipo de propulsión no sirve para escapar de la gravedad de la Tierra, para esto aún necesitamos los clásicos cohetes de propulsión química, pero una vez en el espacio los motores de plasma supondrán una verdadera revolución tanto por su mejor maniobrabilidad como por su increíble velocidad. Seríamos capaces de transportar cargas mucho mayores y de manera más rápida. Por poner algunos ejemplos de sus capacidades, la utilización de este tipo de motores de plasma reduciría el tiempo de llegada a Marte a semanas, transportar entre dos y tres veces la carga útil en comparación con una nave química o reducir en una quinta parte el tiempo de vuelo hacia Júpiter.

Pruebas de motor VASIMR | imagen Ad Astra

¿Y cómo va el desarrollo de este motor VASIMR? Pues la respuesta podría ser: evoluciona favorablemente. De hecho, podríamos decir que los objetivos marcados, a diferencia de otros proyectos de propulsión, se están cumpliendo razonablemente.

El responsable de la compañía Ad Astra Rocket, el ex astronauta Franklin Chang Díaz, anunció que para el año 2018 su objetivo era conseguir operar su motor de magnetoplasma durante 100 horas seguidas a una potencia de 100 kilovatios. Esta misma semana la empresa ha anunciado que ha conseguido hacerlo funcionar durante 10 horas seguidas a esa misma potencia.

La compañía aprovechó para anunciar en el comunicado de prensa que su desarrollo ha conseguido ajustarse al tiempo y presupuestos establecidos en el segundo año de contrato con NASA, algo demasiado inusual en este tipo de contratos. El pasado 09 de agosto se inició la tercera fase del contrato con la agencia estadounidense, estaremos atentos a las evoluciones de su motor VASIMR con la esperanza de verlo pronto en funcionamiento… quizá, con suerte, en alguna de las futuras misiones New Frontiers.

No sería ninguna locura… recordemos que sondas como Dawn, GOCE o la propia Hayabusa japonesa ya incorporaban propulsores de iones para algunas de sus etapas en el espacio.

Referencias científicas y más información:

Eric Berger “NASA’s plasma rocket making progress toward a 100-hour firing” Ars Technica

Avery Thompson “NASA’s New Plasma Rocket Ready For Testing” Popular Mechanics

 

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