NeoFronteras

Una pequeña compañía propone un nuevo sistema de propulsión espacial por chorros pulsados de plasma.

Prueba del sistema. Fuente: HiperV.

La verdad es que desde que los chinos inventaron la pólvora y los cohetes no se ha avanzado gran cosa en los últimos siglos desde el punto de vista conceptual. Es verdad que hace más de 40 se fue a la Luna y que ahora tenemos una estación espacial en donde los astronautas se toman la tensión arterial de vez en cuando, pero seguimos quemando propergoles para producir una chorro de gas caliente que por acción y reacción haga avanzar nuestras cohetes.
Quizás se debe a que la tecnología espacial es muy conservadora, a que los ingenieros implicados no saben hacer otra cosa o, simplemente, a la falta impulso político o de dinero para financiar otras vías. Desde hace décadas se viene especulando sobre algún tipo de propulsión eléctrica y desde hace unos pocos años se cuenta con alguna sonda impulsada por motor iónico, pero es casi testimonial.
La realidad es que la mayoría de las misiones automáticas interesantes tardan muchos años en conseguir su objetivo. Así por ejemplo, la sonda New Horizon fue lanzada en 2006 rumbo a Plutón, pero no llegará hasta allí hasta el año 2015. Las misiones son más cortas a Marte y el tiempo empleado es tolerable para una visión automática, pero no para una misión tripulada.
En definitiva se necesita un nuevo tipo de motor que a partir de la órbita terrestre impulse estas misiones hasta cualquier sitio del sistema Solar en un tiempo razonable.
El proyecto típico es usar un reactor nuclear para generar electricidad y alimentar con esa electricidad un sistema que envíe chorros de gas a alta velocidad. La idea es llevar poca cantidad de gas para no cargar con mucho peso, pero impulsarlo a muy alta velocidad. De este modo, la aceleración es pequeña, pero se pueden mantener durante largos periodos de tiempo para que así la nave alcance grandes velocidades.
Sobre reactores nucleares ya trabajan lo rusos, pues tienen más experiencia en el campo y probablemente menos oposición pública. Pero falta un buen motor alimentado por esos futuros reactores.
Ahora un grupo de investigadores independientes (en algunos países está permitido soñar) han creado una iniciativa para fabricar un motor de plasma. La compañía que han fundado se llama HiperV. En su web tienen vídeos y materiales en los que muestran tanto los avances realizados como sus proyectos. No se pierdan la película de Walt Disney de 1957 que enlazan desde esa web.
El esquema que proponen es muy sencillo y fácilmente entendible por aquel que haya estudiado algo de electricidad y magnetismo. Un gas es ionizado mediante una descarga, lo que lo convierte en un plasma, que es, por definición, conductor. El plasma tiene una vía de escapa en la que se han colocado dos placas metálicas paralelas alargadas a las que se aplica un diferencia de potencial. El propio plasma cierra en circuito eléctrico y la corriente genera un campo magnético que genera una fuerza de Lorentz que impulsa el plasma.
El esquema es pulsante, de tal modo que varias veces por segundo se realiza un ciclo de expulsión de plasma. De momento opera lentamente, a sólo 5 ciclos por segundo, pero esperan que pueda hacerse funcionar uno de estos sistemas a cientos de ciclos por segundos. Naturalmente además se pueden usar varios de estos sistemas en batería.
Aunque no se consiguen, de momento, impulsos específicos mayores que en otros sistemas eléctricos, como en el iónico o en sistema Hall, la gran ventaja de este sistema es que es muy robusto, sencillo y compacto. Recordemos que el impulso específico es el período en segundos durante el cual 1 kg de masa de propergol produce un empuje de 1 kg de fuerza. En este caso han conseguido impulsos específicos de 2000 segundos. En los experimentos han logrado, por ejemplo, que 10 microgramos de argón o xenón sean expulsados a 50 km/s.
El sistema se podría usar ya en satélites alimentado por energía solar, pero puede crecer. Estos investigadores dicen que el sistema es escalable fácilmente hasta el megavatio de potencia.
Esta compañía solicita fondos para proseguir con sus investigaciones. Esperemos que los consigan.

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Fuentes y referencias:
HiperV.