La propulsión electronuclear y la fusión nuclear son las formas científicas de llevarnos al espacio
Regresa a la luna y lleva humanos a Marte por primera vez. Estos son algunos de los objetivos a medio plazo de la exploración espacial. Pero a largo plazo, la ambición de la humanidad va más allá. Su objetivo es explorar otras regiones más lejanas del sistema solar con misiones tripuladas, y por qué no ir más allá de sus límites. Viajar al espacio.
El problema es que una misión como las que acabamos de describir brevemente presenta no uno, sino innumerables desafíos titánicos. Y uno de ellos es que la cantidad de energía que se necesita para llevar una nave espacial a una región remota de nuestro sistema solar, o incluso más allá, es enorme.
Sin embargo, esto no quiere decir que sea una empresa inalcanzable. De hecho, algunas agencias espaciales y varias empresas aeroespaciales están trabajando en soluciones tecnológicas destinadas a dar la oportunidad a la humanidad. cara viaje espacial. Y uno de los ingredientes clave de la receta que están desarrollando es la propulsión nuclear.
La propulsión electronuclear aspira a ser la precursora de las naves de fusión
«La prioridad de la NASA es diseñar, construir y demostrar un sistema de energía de fisión de uranio poco enriquecido con una amplia gama de aplicaciones para la superficie lunar, así como para una futura misión tripulada escalable a Marte» con una potencia superior a 100 kWe. estas afirmaciones Los responsables de tecnología nuclear espacial de la NASA no dejan lugar a dudas sobre el papel que puede tener adquirirá energía nuclear en la futura exploración espacial.
Las dos tecnologías de propulsión nuclear que actualmente se encuentran en una etapa más avanzada de desarrollo son la propulsión nuclear térmica y la propulsión electronuclear. Hablamos de ello extensamente en el artículo que publicamos a finales de enero, pero merece la pena echarle un vistazo rápido. En qué consiste antes de preguntar cuál podría ser su sucesor.
Ese Propulsión térmica del núcleo En términos generales, un reactor de fisión se usa para calentar un propulsor criogénico como el hidrógeno. La energía térmica generada por la fisión se utiliza para calentar el propulsor, expandiéndolo y expulsándolo a presión a través de una o más boquillas para generar el empuje que necesita la nave espacial para viajar por el espacio.
Sus dos principales desventajas son la gran cantidad de propelente que requiere y la altísima temperatura que genera. Eso sí, el tiempo que se tarda en invertir en un viaje a Marte con esta tecnología se reduciría en un 25% si lo comparamos con la propulsión química convencional.
La propulsión electronuclear proporciona menos impulso que la termonuclear, pero sí, también es continua y más eficiente.
la otra opcion Propulsión electronuclear, utiliza un reactor de fisión para generar electricidad utilizando una estrategia esencialmente idéntica a la de las centrales nucleares convencionales. El reactor proporciona una gran cantidad de energía térmica a través de reacciones de fisión. Luego, una turbina convierte la energía cinética del vapor en energía mecánica, y un alternador convierte esta última forma de energía en electricidad.
La propulsión nuclear térmica está actualmente más desarrollada que la electronuclear, pero esta última tiene varias ventajas que la posicionan como una opción muy atractiva para el futuro. Por un lado, el impulso emitido es menor que con la propulsión nuclear térmica, pero por otro lado es continuo. Y además, es más eficiente y permite que la nave vaya más rápido, así que viaja a Marte se reduciría en no menos del 60% si lo comparamos con el tiempo que invertiría una nave espacial con propulsión química convencional.
Así luce el reactor PFRC diseñado por el Plasma Physics Laboratory de la Universidad de Princeton en Estados Unidos.
Las dos tecnologías de propulsión para naves espaciales de fisión nuclear que acabamos de explorar parecen prometedoras, pero los planes de las organizaciones involucradas directa o indirectamente en la exploración espacial no terminan ahí. El próximo paso será el desarrollo. unidad de fusión nuclear. De hecho, el Laboratorio de Física del Plasma de la Universidad de Princeton en Estados Unidos ya trabaja en el desarrollo de un dispositivo con estas propiedades.
El laboratorio de física de plasma está probando la 3.ª generación de su reactor PFRC y comenzará a experimentar con el 4.º prototipo a mediados de esta década
Puedes ver su diseño conceptual en la imagen que publicamos arriba de estos párrafos y se trata de un estrangulador tipo PFRC (Configuración inversa del campo de Princeton), siglas que podemos traducir al español como “reactor con configuración de campo invertido”. La principal ventaja de esta tecnología es que, en teoría, este reactor podrá convertir la energía de los iones generados por la reacción de fusión nuclear en un impulso directo que se puede entregar a la nave espacial.
El laboratorio de física de plasma está probando actualmente la tercera generación de su reactor PFRC, y se prevé que lo haga a mediados de esta década. comenzará experimentos con el cuarto prototipo. Aun así, la información que manejamos refleja que esta tecnología tiene mucho más que madurar antes de poder ser utilizada en una nave espacial. Los viajes humanos hasta los límites de nuestro sistema solar y más allá aún están muy lejos, pero los esfuerzos científicos y tecnológicos encaminados a hacerlos viables están en marcha. Y nos invita a ser algo optimistas.
Imágenes: MACETA | Sistemas de fusión de Princeton
Más información: Sistemas de fusión de Princeton | foro nuclear
