jueves, junio 6

Cómo viajar a un planeta distante (parte 2/2)

En el post de ayer hablamos sobre como las enormes distancias interestelares dificultan cualquier posible viaje a otras estrellas y sistemas planetarios, dado que no disponemos de la tecnología suficiente para alcanzar la velocidad necesaria. De hecho, en la Joint Propulsion Conference del año 2008 algunos expertos sostuvieron que el ser humano jamás será capaz de explorar más allá de Sistema Solar dado los enormes requerimientos energéticos que un viaje así necesitaría.

Propusimos la velocidad de 30.000 km/s (un 10% de la velocidad de luz) para al menos hacer viable el mandar sondas no tripuladas a estrellas cercanas. Un viaje a esta velocidad al sistema Alfa Centauri (el más cercano a nosotros) nos llevaría 43 años, algo que se supone viable. Aunque no se ha fabricado aun ningún sistema de propulsión capaz de alcanzar esa increíble velocidad, sobre el papel existen prototipos teóricos para los viajes interestelares, algunos de los cuales analizaremos en este post.

La propulsión nuclear por pulsos requeriría naves de gran tamaño
- Foto vía Joe Bergeron -



Propulsión nuclear de pulso

Esta tecnología es quizás la única que está completamente desarrollada aunque no se ha llevado nunca a la práctica por los problemas de seguridad y viabilidad que conlleva. La propulsión nuclear de pulso consiste básicamente en ir produciendo una seria de pequeñas explosiones nucleares controladas que dan el empuje a la nave. Estas explosiones no se producen dentro de la nave, sino fuera a poca distancia de tal forma que unos escudos con amortiguadores absorben la onda expansiva cuya energía (parte de ella) se transforma en aceleración.

Desde los años 60 ya se estudia este tipo de propulsión para visitar a nuestra cercana Alfa Centauri pero lamentablemente hablamos de una nave enorme, que necesitaría 300.000 artefactos de fusión y una masa de 400.000 toneladas (en su versión tripulada) para finalmente alcanzar un 3% de la velocidad de la luz que tardía 150 años en llegar a Alfa Centauri. Como método único no parece tener un gran futuro aunque quizás en combinación con otros sistemas de propulsión puede resultar interesante.

Cohetes de fusión

La idea base de este tipo de cohetes es la del motor-reactor de fusión utilizando deuterio, tritio o helio-3 como combustible. Entre 1973 y 1978 un importante grupo de científicos trabajaron en el proyecto Daedalus para desarrollar en el primer cohete con esta tecnología. El actual proyecto Icarus también propone este tipo de propulsión. Lamentablemente el reactor de fusión es un diseño teórico pero que aun no se ha logrado implementar con éxito. Hay muchos diseños conceptuales -de fusión continua, mediante haces láser, por confinamiento magnético...- que aun no se han logrado llevar a la práctica.

Con este tipo de propulsión si llegamos a alcanzar un 10% de la velocidad de la luz lo que nos puede hacer llegar a Alfa Centauri en una viaje de unos 30 años. Pero otro problema que se presenta es que el combustible más eficiente y realmente útil para un viaje interestelar es el Helio-3, un isótopo muy escaso en la Tierra y que se ha propuesto extraer de la Luna. Sin duda un posible proyecto a muy largo plazo.

Los sistemas de propulsión mediante vela solar o vela láser pueden ser viables en un futuro no muy lejano
- Foto vía NASA -

Velas solares

La vela solar no es más que una enorme estructura con forma de paracaídas que utilizaría la presión de la radiación solar para acelerar hasta la velocidad de escape del Sistema Solar. La pega es que debería desplegarse muy cerca del Sol para que funcionara y por tanto deberíamos ser capaces de diseñar un material muy ligero, capaz de soportar altas temperaturas y la fuerte presión de empuje.

Este sistema por si solo tardaría en trasladarse a Alfa Centauri entre 1.000 y 2.000 años pero en combinación con otro sistema de propulsión -como por ejemplo la propulsión nuclear- se podría acortar mucho el tiempo de vuelo.

Velas láser

El concepto es parecido al anterior pero en este caso la vela fotónica seria impulsada por un haz láser desde la Tierra o situados en órbita. Con 25 gigavatios de potencia láser se podría enviar una pequeña nave de 100 kg (33 kg de nave y 66 kg vela) en 40 años a Alfa Centauri. Si queremos enviar una nave más pesada hay que aumentar la potencia del láser o el tiempo de viaje aumentaría exponencialmente.

Durante los 40 años de misión habría que estar propulsándola con los láseres. En teoría la propia vela solar conducida desde la Tierra podría desacelerarse realizando algún giro o movimiento de una parte de la vela cuando se acerque a la estrella o planeta en cuestión y realizar una misión de sobrevuelo.

Este método es quizás hoy día el más viable para realizar un viaje interestelar ya la teoría y tecnología son conocidas.

El Bussard ramjet recolecta el hidrógeno del espacio exterior y lo utiliza como combustible
- Foto vía Joe Bergeron -

Bussard ramjet

Este último método de propulsión propuesto quizás pertenece más al mundo de la ciencia ficción que de la realidad, no obstante parte de una idea interesante que quizás pueda ser aplicada en el futuro. El Bussard ramjet fue propuesto en 1960 por el físico Robert W. Bussard y popularizado por el científico y divulgador Carl Sagan.

La idea se este sistema de propulsión es la de recoger el hidrógeno (el elemento más común del universo) que hay en el medio interestelar para utilizarlo como combustible en una fusión nuclear controlada y conseguir así el empuje necesario. En teoría este tipo de nave podría alcanzar valores entorno a un 10-20% de la velocidad de la luz lo cual es suficiente para realizar viajes a estrellas cercanas.

La pega de este tipo de propulsión es que sólo hay un átomo de hidrógeno por cada 10 cmde espacio exterior lo que obligaría a tener un recolector de tamaño kilométrico. Esto a su vez perjudicaría ya que el propio gas frenaría a la nave por la fricción al chocar contra el recolector produciendo un efecto llamado "paracaídas Bussard". La solución propuesta consiste en construir un láser delantero que ionizan el gas interestelar antes de ser recolectado. Entonces estos átomos son atrapados por un campo magnético muy fuerte y se evitaría el efecto paracaídas.

Estas son las formas de propulsión interestelar más interesantes que existen actualmente y aunque existen teóricamente otros formas de viajar entre las enormes distancias que hay el universo, la mayoría son bastante especulativas y pertenecientes más al campo de la fantasía y ciencia ficción.