Un físico del laboratorio de física del plasma del Departamento de Energía de EE.UU., en la Universidad de Princeton, ha propuesto un nuevo concepto de cohete propulsor de fusión que podría llevar a los seres humanos a Marte y más allá.
Según el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL), el cohete utilizaría campos magnéticos para disparar partículas de plasma -gas cargado eléctricamente- al vacío del espacio.
De acuerdo con la segunda y la tercera ley del movimiento de Newton, la conservación del impulso significaría que el cohete sería propulsado hacia adelante.
Mientras que los actuales motores de propulsión de plasma probados en el espacio utilizan campos eléctricos para impulsar las partículas, el nuevo diseño de cohete las aceleraría utilizando la reconexión magnética.
Este proceso se encuentra en todo el universo, pero es más observable para la humanidad en la superficie del sol. Cuando las líneas de campo magnético convergen allí, antes de separarse y volver a conectarse, producen una enorme cantidad de energía.
Una energía similar se produce en el interior de unas máquinas con forma de toro conocidas como tokamaks, un dispositivo de confinamiento magnético que también es uno de los principales candidatos para un reactor de fusión nuclear práctico.
“Llevo tiempo cocinando este concepto”, afirma la Dra. Fatima Ebrahimi, principal física investigadora del PPPL, que inventó el concepto y escribió el artículo que lo detalla en el Journal of Plasma Physics.
“Tuve la idea en 2017 mientras estaba sentada en una cubierta 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 Toros Esféricos (NSTX) del PPPL”, dijo.
NSTX
El NSTX es el precursor de la actual instalación de fusión insignia del laboratorio, que se está investigando con financiación del Departamento de Energía estadounidense.
“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 al empuje”, añadió el Dr. Ebrahimi.
La fusión nuclear es la energía que impulsa el sol y las estrellas. Combina elementos ligeros en forma de plasma -el estado caliente y cargado de la materia compuesto por electrones libres y núcleos atómicos que representa el 99% del universo visible- para generar cantidades masivas de energía.
Si se pudiera recrear en la Tierra un reactor que funcionara según los mismos principios, proporcionaría una “fuente de energía prácticamente inagotable para generar electricidad”, según el PPPl.
El nuevo concepto del Dr. Ebrahimi funciona mucho mejor que los propulsores de plasma existentes en;las simulaciones por ordenador, generando gases de escape con velocidades de cientos de kilómetros por segundo, 10 veces más rápidas que las de otros propulsores.
Esta velocidad más rápida al principio del viaje de una nave espacial podría poner los planetas exteriores al alcance de los astronautas, dijo el físico.
“Los viajes de larga distancia tardan meses o años porque el impulso específico de los motores químicos;de los cohetes es muy bajo, por lo que la nave tarda en coger velocidad”, dijo. Propulsión a plasma
“Pero si fabricamos propulsores basados en la reconexión magnética, podríamos completar misiones;de larga distancia en un periodo de tiempo más corto”.
Subrayó que su concepto de propulsor se deriva directamente de su investigación sobre la energía de fusión. “Este trabajo se ha inspirado en trabajos anteriores sobre la fusión y es la primera vez que se proponen los;plasmoides y la reconexión para la propulsión espacial”, dijo la Dra. Ebrahimi. “El siguiente paso es construir un prototipo”. Propulsión a plasma
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