gov-civil-vilareal.ptFísico diseña un motor de empuje magnético que podría enviarnos un cohete al Planeta Rojo
>Con SpaceX continuando la fase de prueba para Starship y extendiéndose el entusiasmo por un vuelo tripulado real a Marte, un interesante concepto de cohete de empuje magnético concebido por la física Fatima Ebrahimi del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) podría hacer que la misión sea mucho más rentable.
La viabilidad de sistemas de propulsión seguros y sostenibles que superen a los motores de cohetes tradicionales basados en productos químicos en viajes al espacio profundo, no solo en nuestro propio sistema solar, sino quizás algún día a una galaxia distante fuera de la Vía Láctea, es lo más importante en la mente de los astrofísicos.
Los propulsores de iones, que alguna vez fueron el modo estándar de aceleración para los autores de ciencia ficción imaginativos y ahora el motor de posicionamiento preferido por los científicos e ingenieros de la NASA en sus satélites, pueden tener una mayor resistencia y son mucho más baratos de operar, pero generan una cantidad minúscula de empuje para la aceleración. propósitos. Esta no es exactamente una opción viable para un viaje al Planeta Rojo, donde cientos de toneladas de naves espaciales se mueven a través de los cielos.
El equipo de Princeton de Ebrahimi ha desarrollado un nuevo concepto que implica utilizar el mismo mecanismo cósmico básico que ayuda a empujar las erupciones solares hacia afuera desde nuestro Sol. Estas violentas erupciones están compuestas por átomos cargados y partículas conocidas como plasma, que están aprisionadas dentro de intensos campos magnéticos. Sus hallazgos se publicaron en el sitio de investigación en línea, Revista de física del plasma .
Para aprovechar esta energía dinámica en un sistema de propulsión eficaz, Ebrahimi tiene como objetivo un tipo de interacción llamada reconexión magnética, que es donde los campos magnéticos en entornos de plasma altamente cargados se reestructuran automáticamente para converger, separarse y volver a converger.
Las consecuencias de esta reacción cíclica son una impresionante fuente de energía cinética, energía térmica y aceleración de partículas. Este fenómeno no se limita a las estrellas, sino que también ocurre dentro de la atmósfera de nuestro planeta y los reactores de fusión Tokamak, como el Experimento Nacional del Toro Esférico de PPPL.
Este innovador propulsor produce movimiento al expulsar partículas de plasma y burbujas magnéticas conocidas como plasmoides, que aumentan la potencia de la propulsión.
`` Los viajes de larga distancia llevan meses o años porque el impulso específico de los motores de cohetes químicos es muy bajo, por lo que la nave tarda un poco en ponerse al día ''. Ebrahimi explica . “Pero si hacemos propulsores basados en la reconexión magnética, entonces posiblemente podríamos completar misiones de larga distancia en un período de tiempo más corto. Mientras que otros propulsores requieren gas pesado, hecho de átomos como el xenón, en este concepto puede usar cualquier tipo de gas que desee '.
Crédito: Elle Starkman, Oficina de Comunicaciones de PPPL e ITER
Un propulsor magnético funciona como los propulsores de iones modernos que se están volviendo cada vez más comunes en una amplia gama de sondas y naves espaciales. Estos funcionan cargando una base propulsora formada por átomos pesados como el xenón, luego introducen un campo eléctrico y hacen que se aceleren. En el intrigante concepto de Ebrahmi, los campos magnéticos se reclutan para el trabajo de aceleración.
Actualmente, las simulaciones por computadora derivadas de computadoras PPPL y el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California, indican que los propulsores de reconexión magnética pueden, teóricamente, fabricar velocidades de escape diez veces más rápidas que cualquier sistema de propulsión eléctrica que se usa en la actualidad.
Este trabajo se inspiró en trabajos de fusión anteriores y esta es la primera vez que se proponen los plasmoides y la reconexión para la propulsión espacial. Ebrahimi añadido . ¡El siguiente paso es construir un prototipo!
