Discos espaciales: asequibles y muy rápidos
Actualmente, el objeto más rápido lanzado al espacio por el hombre es la sonda Voyager, que fue capaz de acelerar a 17 km/s gracias al uso de los lanzadores de gravedad de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Esto es varios miles de veces más lento que la luz, que tarda cuatro años en llegar a la estrella más cercana al Sol.
La comparación anterior muestra que cuando se trata de tecnología de propulsión en viajes espaciales, todavía tenemos mucho por hacer si queremos ir más allá de los cuerpos más cercanos del sistema solar. Y estos viajes aparentemente cercanos son definitivamente demasiado largos. 1500 días de vuelo a Marte y de regreso, e incluso con una alineación planetaria favorable, no suena muy alentador.
En viajes largos, además de unidades demasiado débiles, hay otros problemas, por ejemplo, con suministros, comunicaciones, recursos energéticos. Los paneles solares no se cargan cuando el sol u otras estrellas están lejos. Los reactores nucleares funcionan a plena capacidad durante unos pocos años.
¿Cuáles son las posibilidades y perspectivas para el desarrollo de tecnología para aumentar e impartir velocidades más altas a nuestras naves espaciales? Veamos las soluciones ya disponibles y las que son teórica y científicamente posibles, aunque todavía más una fantasía.
Presente: cohetes químicos y de iones.
Actualmente, la propulsión química se sigue utilizando a gran escala, como los cohetes de hidrógeno líquido y oxígeno. La velocidad máxima que se puede alcanzar gracias a ellos es de aproximadamente 10 km/s. Si pudiéramos aprovechar al máximo los efectos gravitatorios en el sistema solar, incluido el propio sol, una nave con un motor cohete químico podría alcanzar incluso más de 100 km/s. La velocidad relativamente más baja de la Voyager se debe al hecho de que su objetivo no era alcanzar la velocidad máxima. Tampoco usó "poscombustión" con motores durante los asistentes de gravedad planetaria.
Los propulsores de iones son motores de cohetes en los que los iones acelerados como resultado de la interacción electromagnética son el factor portador. Es aproximadamente diez veces más eficiente que los motores de cohetes químicos. El trabajo en el motor comenzó a mediados del siglo pasado. En las primeras versiones se utilizaba vapor de mercurio para el accionamiento. Actualmente, el gas noble xenón es ampliamente utilizado.
La energía que emite el gas del motor proviene de una fuente externa (paneles solares, un reactor que genera electricidad). Los átomos de gas se convierten en iones positivos. Luego aceleran bajo la influencia de un campo eléctrico o magnético, alcanzando velocidades de hasta 36 km/s.
La alta velocidad del factor expulsado conduce a una gran fuerza de empuje por unidad de masa de la sustancia expulsada. Sin embargo, debido a la baja potencia del sistema de suministro, la masa del portador expulsado es pequeña, lo que reduce el empuje del cohete. Un barco equipado con un motor de este tipo se mueve con una ligera aceleración.
Encontrarás la continuación del artículo. en el número de mayo de la revista
VASIMR a plena potencia
