Inventan un cohete de fusión que nos llevaría a Marte 10 veces más rápido

Durante años, los científicos han soñado con la idea de un sistema de propulsión nuclear para cohetes que fuese mucho más rápido que los propulsores sólidos, porque podría reducir drásticamente el tiempo de viaje a la Luna e incluso a Marte. Pero los peligros de seguridad y radiación han impedido que esta idea pueda aplicarse a un cohete. Hasta ahora.

Una física del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU., Fatima Ebrahimi, ha diseñado un nuevo cohete que utiliza campos magnéticos para disparar partículas de plasma (gas con carga eléctrica) al vacío del espacio e impulsar la nave a través del cosmos. Con él podríamos llevar un día humanos a Marte (y más lejos).

El uso de campos magnéticos permite a los científicos ajustar la cantidad de empuje necesario para una misión en particular y los astronautas podrían cambiar la cantidad de impulso mientras navegan hacia mundos distantes. Este nuevo tipo de cohete de energía de fusión nos llevaría 10 veces más rápido a Marte en comparación con los propulsores de cohetes actuales que utilizan campos eléctricos para impulsar las partículas. Pues si bien los motores de propulsión de plasma actuales, probados en el espacio, utilizan campos eléctricos para impulsar las partículas, el nuevo diseño del cohete las aceleraría mediante la reconexión magnética.

Fusión nuclear práctica

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% del universo visible y es capaz de generar cantidades masivas de energía. Pongamos como ejemplo lo que sucede en la superficie del Sol: cuando las líneas del campo magnético convergen, antes de separarse y luego volver a conectarse, producen una enorme cantidad de energía.

"Llevo cocinando este concepto durante bastante 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 creadas por el Experimento Nacional de Torus Esférico (NSTX) de PPPL. Durante su funcionamiento, este tokamak produce burbujas magnéticas llamadas plasmoides que se mueven a unos 20 kilómetros por segundo, lo que me pareció muy parecido a un impulso", comenta Ebrahimi, cuyo estudio ha sido publicado en la revista Journal of Plasma Physics.

Los propulsores de plasma actuales que usan campos eléctricos para impulsar las partículas producen un impulso o velocidad muy bajos. Pero las simulaciones por ordenador realizadas en PPPL y el Centro Nacional de Computación Científica para la Investigación de la Energía, 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.

“Los viajes de larga distancia llevan meses o años de duración porque el impulso específico de los motores de cohetes químicos es muy bajo, por lo que la nave tarda en ponerse al día”, explica la investigadora. "Pero si hacemos propulsores basados en la reconexión magnética, entonces posiblemente podríamos completar misiones de larga distancia en un período de tiempo más corto".

Las tres claves del nuevo cohete

Esto significa que si se lleva a la práctica, los astronautas podrían llegar a los planetas exteriores mucho más rápidamente. Los propulsores impulsarían significativamente el inicio del viaje y, en última instancia, reducirían el tiempo de viaje completo.

"El siguiente paso es construir un prototipo", concluye la experta.

Referencia: Fatima Ebrahimi, An Alfvenic reconnecting plasmoid thruster, Journal of Plasma Physics (2020). DOI: 10.1017/S0022377820001476