La energía nuclear, clave para futuras misiones espaciales
Con la energía nuclear y sus tecnologías
relacionadas, las misiones interplanetarias serán más rápidas, eficientes y
económicas. Gracias a ello, la humanidad está cada vez más cerca de una nueva
era de viajes espaciales a Marte, al sistema solar e incluso más allá.
Estas son algunas de las conclusiones de un panel de
expertos internacionales que participaron en el webinar del Organismo
Internacional de Energía Atómica (OIEA): “Atoms for Space: Nuclear Systems for
Space Exploration”.
Los expertos internacionales estuvieron de acuerdo
en que es necesario seguir avanzando en la fisión y la fusión nuclear para
realizar viajes al espacio profundo (más allá de nuestro sistema solar). La
energía nuclear podría suministrar electricidad para los sistemas e
instrumentación de a bordo, y también podría hacer posible la presencia humana
sostenible en otros planetas del sistema solar.
Los expertos describieron tecnologías que utilizan
tanto la fisión como la fusión nuclear,
con tres finalidades principales: la propulsión de naves espaciales, la
generación de energía en misiones sobre la superficie extraterrestre y la
alimentación eléctrica de los sistemas de a bordo.
En el futuro previsible, las naves lanzadas al
espacio seguirán dependiendo de los combustibles fósiles para su propulsión. No
obstante, una vez en órbita, los motores nucleares podrían tomar el control y
crear propulsión para acelerar la velocidad.
Existen dos tecnologías nucleares clave para la
propulsión: la propulsión termonuclear (NTP) y la propulsión electronuclear
(NEP).
La propulsión termonuclear consiste en utilizar un
reactor de fisión nuclear para calentar un propulsante líquido, como el
hidrógeno. El calor convierte el líquido en un gas que se expande a través de
una boquilla para generar empuje y propulsar la nave espacial. Una de sus
ventajas principales es que los vuelos espaciales necesitarían cargar menos
combustible, y los motores NTP harían el viaje más corto. Por ejemplo, un viaje
a Marte se reduciría en un 25 % en comparación con los cohetes químicos
tradicionales. Además, un tiempo reducido en el espacio también reduce la
exposición de los astronautas a la radiación cósmica.
Con la tecnología de propulsión electronuclear, el
empuje se produce al convertir la energía térmica de un reactor nuclear en
energía eléctrica. Con este tipo de tecnología el impulso es menor pero
continuo, y la eficiencia de combustible es mucho mayor. La velocidad aumenta,
con una reducción de más del 60 % en el tiempo de tránsito a Marte en
comparación con los cohetes químicos tradicionales.
La empresa de naves espaciales Ad Astra Rocket
Company está construyendo un sistema NEP: el Cohete de Magnetoplasma de Impulso
Específico Variable (VASIMR por sus siglas en inglés). Se trata de una nave de
plasma en el que los campos eléctricos se calientan y aceleran un propelente
para dar forma a un plasma. Cuando el plasma sale disparado del motor, unos
campos magnéticos lo dirigen en la dirección correcta y se genera el impulso.
El diseño VASIMR permitiría procesar grandes cantidades de energía a la vez que
mantiene la alta eficiencia de combustible que caracteriza a las naves
eléctricas.
A corto plazo, indican desde Ad Astra, se prevé
utilizar el motor VASIMR para una amplia gama de aplicaciones de alto nivel de
energía, desde electricidad solar en el espacio cislunar a la electricidad
nuclear en el espacio interplanetario. A más largo plazo, el VASIMR podría ser el
precursor de las futuras naves de fusión, que aún están en fase conceptual.
Las naves de fusión como el reactor con
Configuración de Campo Invertido (PFRC por sus siglas en inglés) que se
desarrolla en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton podrían producir
un impulso directo de fusión (DFD), que directamente convierte la energía de
las partículas cargadas producidas en las reacciones de fusión en propulsión
para la nave espacial. Las posibilidades de la tecnología DFD abren la puerta
al espacio interestelar, a las misiones humanas a Marte y a un suministro
estable de energía para una futura base lunar, indican desde la empresa
Princeton Satellite Systems. Otras ventajas son que tienen un tamaño reducido y
que necesitan muy poco combustible. Con tan solo unos pocos kilos se puede
impulsar una nave espacial durante diez años.
.-
Comentarios
Publicar un comentario