NeoFronteras

Mejores expectativas para la propulsión con antimateria

Área: Espacio — jueves, 17 de mayo de 2012

Un estudio apunta a que el motor cohete de antimateria sería más efectivo de lo que se creía en un principio si se mejora su diseño, algo que se puede hacer con la actual tecnología. Sin embargo, la producción masiva de antimateria sigue siendo remota.

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Proyecto conceptual de nave propulsada con antimateria. Fuente: NASA.

Desde hace muchos años se sueña con la posibilidad de alcanzar velocidades relativistas gracias al uso de antimateria. La idea consiste en almacenar de alguna manera esa antimateria y hacer que se junte con materia ordinaria en un motor cohete de antimateria. Cuando las partículas de antimateria (presumiblemente átomos de antihidrógeno en este tipo de motor) colisionan con partículas de materia (átomos en hidrógeno) se libera una gran cantidad de energía al convertir un alto porcentaje de su masa en energía. La energía nominal liberada por un kilogramo de masa en este tipo de aniquilación es de casi 1017 julios.
La gente asume que esa energía es en forma de rayos gamma y que no se produce ninguna partícula en la reacción, pero la verdad es que gran parte de la energía liberada es en forma velocidad cinética de piones relativistas. Si se diseña un buen campo magnético estos piones pueden ser orientados hacia una tobera de escape para así proporcionar propulsión. El redimiendo de un motor de este tipo depende de la velocidad inicial de los piones y de lo efectivo que sea el campo magnético. Los rayos gamma que se puedan producir no sirven como propulsión al no poderse orientar, simplemente atraviesan el motor, la nave y a los supuestos astronautas.
Un nuevo estudio llega a la conclusión de que con la tecnología actual se puede conseguir un buen rendimiento en este tipo de motor cohete, siempre que se cuente con antimateria, claro.
Antes se creía que el rendimiento de los campos magnéticos en este tipo de motores era bajo, en concreto un 36%, y que la velocidad inicial de los piones era del 90% la velocidad de la luz. Ahora Ronan Keane y Wei-Ming Zhang, de Western Reserve Academy y Kent State University respectivamente, han recalculado con unas simulaciones estos números llegando a unas cifras diferentes.
Por un lado los piones parecen tener menor velocidad, en concreto sólo un 80% la velocidad de la luz (0,80c), pero el campo magnético puede llegar a tener una eficacia del 85%. Esto se traduce en una velocidad de escape en la tobera del 0,69c de la velocidad de la luz en lugar del 0,33c que se creía. La parte más positiva es quizás que se puede lograr esta eficacia en el campo magnético con “sólo” 10 Tesla (esta unidad física es muy grande) o similar, algo que se puede obtener con la tecnología actual.
La parte negativa es la de siempre. No podemos producir antipartículas en cantidades suficientes como para que esta idea sea viable. Básicamente tenemos que concentrar un montón de energía en un pequeño espacio y esperar que parte de esa energía se transforme en antipartículas y otra parte en partículas. Además tenemos que extraer esas antipartículas y enfriarlas (reducir su velocidad) para poder almacenarlas. Al ritmo actual las factorías de antimateria del CERN necesitarían unos cuantos miles de años para producir un microgramo de antimateria. Además, está el problema de su almacenamiento. Si la antimateria se junta con cualquier tipo de materia ordinaria tendremos una buena explosión y nos habremos quedado sin combustible. Digamos que Dan Brown no se informó muy bien al escribir su novela, al menos en cuanto a su producción se refiere.
Aun así, otro estudio mencionado en este artículo apunta a que la producción de antiprotones se podría mejorar hasta conseguir un crecimiento en la producción de antimateria que fuera exponencial en el tiempo. Se espera, por tanto, que a mediados de este siglo se pueda conseguir un microgramo de antimateria.
Se podría pensar en alguna fuente natural de antimateria, pero tampoco parece que las conocidas sean rentables. Se ha encontrado que hay un anillo de antimateria alrededor de la Tierra. Se trata de antiprotones capturados por el campo magnético terrestre. Fue descubierto por el observatorio Pamela. Lo malo es que en dos años sólo registro 28 antiprotones, una cosecha que es incluso inferior a la del CERN. Quizás en la magnetosfera de Júpiter haya más cantidad, pero está por ver.
Mientras tanto las estrellas siguen estando muy lejos.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3829

Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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9 Comentarios

  1. joabbl:

    Bueno, tenemos también las tormentas como fuente de antimateria. Aquí ya hemos leído algo sobre ello. Ahora mismo España está doblando el cabo de las tormentas, así que podríamos aprovechar para convertirnos en una potencia productora de antimateria…
    Saludos

  2. xxpabloxx:

    Debo reconocer que el desarrollo de esta tecnología es tan peligrosa como la atómica, sin embargo espero que la desarrollen y la refinen. Total ya vivimos con armas atómicas, cual es la diferencia si una segunda utilidad son las armas explosivas de antimateria, habrá que aprender a convivir con esa dualidad también. y pedir que eviten su uso como arma aunque no haya garantía de eso.

  3. xxpabloxx:

    Reconozco también que todavía falta para llegar a tanto, pero, el momento llegara en 10, 50, o 100 años no importa, pues hay que abrir el paraguas en cuanto a su aplicación militar con tiempo.

  4. Dr. Thriller:

    Pues yo, que normalmente soy muy escéptico del viaje interestelar (no que no sea posible, sino que estamos a siglos de lograrlo, suponiendo que lleguemos a ello), me he quedado muy sorprendido. Se abre una puerta teórica, porque hasta ahora no teníamos ni eso. Lo más coñero, como siempre, es que ha estado siempre ahí. Me pregunto cuántas cosas más “están ahí” y no las vemos por nuestros intereses descoyuntados.

  5. lluís:

    A mediados de este siglo, ya veremos quién queda por aquí en la Tierra.Muy claro, muy claro, no está.

  6. tomás:

    Yo, afortunadamente, ya no estaré, querido amigo “lluís”; tampoco muchos de nosotros, porque son casi cuarenta años los que faltan, pero conozco a muchos a los que resulta imposible interesales en lo que habrá de ser el mundo de sus descendientes. Yo no sé si es que son incapaces de imaginar, pero prefieren una dicha inmediata a costa de un mal futuro para los suyos. Ha de ser cosa de configuración, de estructura cerebral.
    Un fuerte abrazo.

  7. David:

    Una reflexión interesante que hacía la novela y película Solaris es que la literaura de Ciencia Ficción y el cine, nos muestra a los seres humanos viajando a estrellas distantes y colonizando otros mundos. Star Wars, Star Trek, Blade Runner, …. Pero que nada de esto es necesario, por que lo único que haremos es extender las fronteras que tenemos aquí en la Tierra, hacerlas más grandes, no llegaríamos a entender a otras formas de vida, ni siquiera nos llegamos a entender a nosotros mismos. Así que, si son menos inteligentes o avanzados que nosotros, bien los utilizaremos para nuestro beneficio, como a ocurrido con los animales domésticos de que disponemos, o bien acabaremos con ellos, por representar una amenaza, o una competencia para nosotros que aspiramos a colonizar nuevos mundos, habitados por estos seres mucho antes de que llegásemos nosotros, con ello también alteraríamos o interrumpiríamos su cadena de evolución, al ocupar los mejores nichos, con lo que no habría posibilidad de que la vida inteligente, pudiera llegar a aparecer. Así los científicos han especulado con la posibilidad de enviar robots exploradores y cuando encuentren un planeta habitable y cómodo para nosotros, nos enviarían una señal de su localización, y después iríamos nosotros tras ellos. Para nosotros sería un futuro muy brillante, hay quién afirma que el futuro de la humanidad, está en las estrellas. Pero quizás esto no tendría que ser necesario, no debería ser un imperativo, como la que afirma que la empresa que no esté anunciada en internet en el futuro, no existe, o la persona que no tenga una conecciòn a internet, no existirá. tenemos que llegar a lo más lejos, llegar a ver otros mundos, no podemos quedarnos atrapados en la Tierra para siempre. Eso mismo debió pensar el cortador de cesped cuando quedó atrapado dentro de la computadora que recreaba la Realidad Virtual, si quería llegar a ser algo, tenía que escapar de allí y expandirse, llenar todo el mundo. esperemos que no se convierta en un imperativo, y siempre sea una opción. De todas formas, sería reproducir las fronteras que tenemos ya en la Tierra, pero a mayor escala, más de lo mismo, con nuestras luces y sombras, y nuestra idiosincrácia. Aunque siempre podríamos crear reservas naturales en algunos planetas, o proteger a especies en peligro de extinción, o sobre explotadas, tal y como hacemos aquí en la Tierra. Crear una ONU a nivel interplanetario, como propone la película Star Treck.Pero no sería algo totalmente nuevo y rompedor, sino más de lo mismo…

    En cuanto a las grandes velocidades a las que podíamos viajar en el espacio, la literatura y el cine siempre ha mostrado que podemos viajar siempre adelante, como si no hubiese nada más delante de nosotros. Pero el espacio está lleno de objetos, una nave que corriera a mucha velocidad, tendría que ir esquivando objetos, ya que si choca con uno del tamaño de una pelota a altas velocidades, podría producir graves daños o la destrucción de una nave espacial. Así que estaría casi todo el tiempo esquivando objetos a gran velocidad, a no ser que volásemos por zonas donde apenas hayan objetos, zonas grandes de vacío interestelar, que siempre permanezcan así, y no cambien. De otra forma, el salto al hiper espacio o viajar a la velocidad de la luz, sería poco práctico y muy peligroso si chocamos con alguna piedra que vaya flotando por ahí.

    En fin,… Un saludo a todos.

  8. Guillermo:

    Hace poco se detecto un gran objeto esférico aproximándose al sol, pudo verse que al acercarse el objeto éste atraía las olas de energia que provocaban las erupciones solares. Posteriormente dicho objeto y mediante ‘algo’ parecido a un cable extraía no se sabe muy bien que de nuestro astro. Recordemos que el Sol es un proveedor ilimitado de antimateria, y si que si dispusiésemos de tecnología suficiente podriamos abastecernos de él. Quien nos dice que la tecnología militar paralela no lo ha logrado ya! Estarán viajando nuestras naves ya a través del universo utilizando antimateria extraida del sol y no lo sabemos? Quien sabe. 1saludo.

  9. tomás:

    Estimado Guillermo:
    Te felicito por tu envidiable imaginación. Me gustaría saber de donde has sacado esa noticia, para tener idea del crédito que merece.
    Un cordial saludo.

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