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Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

Las investigaciones sobre el futuro de los viajes espaciales han llevado a considerar al sistema de propulsión nuclear, como uno de los principales candidatos para reemplazar las limitaciones de los cohetes empleados en la actualidad.

Esta fusión resultaría en teoría mucha más segura que los sistemas de propulsión basados en las reacciones de ficción, similares a las de las armas nucleares. Este es un cambio que promete mayores ventajas en la relación peso-potencia en comparación con los métodos tradicionales, que hoy en día hacen que sea casi imposible viajar más allá de Marte.

El desarrollo de un sistema de propulsión nuclear que impulsaría las naves más allá del borde del sistema solar.

El Limitless Space Institute ha seleccionado nueve equipos para llevar a cabo la investigación y desarrollo de un sistema de propulsión nuclear.

Los estudios investigan nuevas formas de propulsión para las naves espaciales, incluyendo la fusión nuclear.

El Dr. Harold G. “Sonny” White, quien ha compartido uno del concepto de unidad Warp más destacados: la unidad Warp de Alcubbiere-White, es uno de los principales miembros de la Iniciativa Interestelar del Espacio Ilimitado, también conocida como “I-Square”, que en 2020 entregaron premios a los equipos seleccionados para la realización de investigaciones como la propulsión de energía dirigida y fusión nuclear.

Jason Cassibry, profesor de la Universidad de Huntsville, Alabama (UHA), fue uno de los ganadores de la subvención para experimentos de propulsión nuclear y continuar los pasos para hacer de esto una realidad.

Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

Hace una década, Cassibry sacó provecho del talento del campus de la UAH para diseñar un software de simulación con el objetivo que pudiera ayudar a otros investigadores en esta área: Simulated Pulsed Fusion o SPF.

Los experimentos de fusión han ayudado a la refinación de este software, que el profesor siente que será un apoyo en los avances de este campo. Y el objetivo principal de SPF es intentar identificar una ruta que permita alcanzar la fusión que necesita una pequeña cantidad de energía para encender la llama.

El desafío de la fusión nuclear para los viajes al espacio

Para el profesor Cassibry el desafío de la fusión nuclear es que cada uno de los conceptos alcance el punto de equilibrio, o que el sistema de equilibrio dé como resultado un espacio de parámetros de un dispositivo más pequeño.

En relación a esto, destacó que este proyecto fue el detonador que lo llevo a su inspiración de su época infantil: un dispositivo de fusión nuclear diseñado para viajes al espacio, con el que se pueda ir con gran rapidez hacia los planetas gaseosos gigantes.

En uno de los ejemplos que dio, mencionó que para recorrer entre 50 y 100 kilómetros por segundo, es necesario contar con una buena economía de combustible. Pero para poder lograr esto, actualmente solo algunas tecnologias que aún no están desarrollados permitirían lograrlo.

Una ventaja de potencia-peso que supera a los modelos tradicionales

Otro de los factores que señaló el profesor es la ventaja de la potencia-peso que podría ofrecer la fusión nuclear sobre los métodos tradicionales de propulsión, que suelen estar basados en productos químicos.

Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

La química del combustible de un automóvil representaría 10 millones de julios por cada kilogramo. Pero una batería significaría el 10% de esta cantidad, mientras que los condensadores incluso podrían ser el 1%.

Sin embargo, Cassibry añadió que la energía nuclear es tiene una densidad de hasta un millón de veces mayor a cualquier producto químico. Esto significa que tiene el mismo potencial, usando la misma libra de combustible y así proporcionar un millón de veces más energía a otros sistemas de propulsión, que en términos de viajes espaciales no tendría comparación.

El trabajo de conceptos de propulsión basados en la fusión nuclear es un proyecto que beneficiaría a toda la humanidad. Y Cassibry explicó que su equipo no es el único trabajando en esta línea de pensamiento, así que en los próximos años veremos propuestas muy interesantes.

SParky y el futuro de la propulsión nuclear

El equipo investigador ha realizado sus experimentos con un banco de condensadores denominado “Sparky, que tiene la capacidad de entregar un empuje de alta potencia de voltaje bruto (unos 35 kV), que son requeridos para el encendido de fusión.

Se trata de una máquina de una maquina de potencia de pulso que viene a ser un inmenso banco de capacitadores, que permite saber si está entregando energía almacenada al objetivo indicado.

Es una carga hecha de combustible de fusión. Y durante el último año, el equipo ha realizado docenas de experimentos que dieron como resultado capacitores y líneas eléctricas dañadas, por lo que se busca controlar lo que ocurre.

Es por ello que objetivo principal de los experimentos financiados es el refinamiento y en última instancia, la optimización del software de simulación SFP, produciendo reacciones de fusión y tomar las medidas para hacer que coincidan con las simulaciones.

Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

Sistema de Propulsión Nuclear: el futuro de los viajes espaciales

Todo este trabajo permitiría obtener un código multidimensional que esté en sincronía con los experimentos, para escalarlo y descubrir el patrón para alcanzar el punto de energía baja.

Cada vez más cerca del sistema de propulsión nuclear

De acuerdo a Cassibry, el futuro de la investigación es depende del tiempo de trabajo del equipo y la inversión de parte de agencia como la Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (DARPA).

La financiación de agencias de tecnología con visión del futuro permitiría trabajar a tiempo completo, y con los recursos necesarios para obtener los resultados esperados de los experimentos en muy poco tiempo.

El profesor Cassibiry dijo además que en todo el mundo hay otros equipos trabajando en este campo, lo que beneficia el intercambio de información e ideas.

También comentó que estamos a unos cinco o diez años de alcanzar este sistema de equilibrio. Y cuando esto suceda las investigaciones avanzarán más rápidamente hacia un sistema de propulsión nuclear que nos lleve hacia los rincones más lejanos del espacio de forma efectiva.

De la Tierra a Marte en un mes

Los nuevos motores de fusión nuclear permitirían no solo ir más allá que nuestro vecino Marte, nos permitiría viajes tripulados a las lunas de Júpiter o Saturno ¿Y por qué no?.

Un viaje de la Tierra a Marte podría realizarse en tan solo un mes en lugar de los 225 días que se tardarían con la tecnología de propulsión actual, es decir, que el nuevo motor podría ir hasta 10 veces más rápido.

Se hace necesaria este tipo de tecnología para viajar más allá del cinturón de asteroides, para hacerlo realidad es fundamental que la nave espacial tenga capacidad de acelerar rápidamente y seguir incrementando la velocidad de forma constante.

Quien conquiste la nueva tecnología primero será el ganador de la nueva carrera espacial que se abre paso a partir de este año. La agenda 2060 es concurrida, hay muchas misiones espaciales sobre la mesa y ninguna potencia espacial quiere quedarse sentado de brazos cruzados. China ya ha anunciado que tendrá una flotilla de naves espaciales propulsadas con fusión nuclear en el 2040, mientras que Estados Unidos, Rusia y la Unión Europea ya tienen proyectos de desarrollo o no piensan ceder ante el gigante ansiático.

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