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Los físicos proponen un nuevo concepto de propulsor de cohete de reconexión magnética que podría enviar astronautas a Marte

Según el medio extranjero New Atlas, debido a un nuevo concepto de cohete desarrollado por Fatima Ebrahimi, física del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), que utiliza campos magnéticos para generar Empuje, las misiones tripuladas a Marte pueden volverse más prácticas.

Durante los últimos 64 años, los satélites y sondas robóticos han logrado un éxito notable, pero estos satélites y sondas son relativamente pequeños. El más pesado es la nave espacial de carga ATV, con un peso de carga completa de 44,738 libras (20,293). kilogramos), y esa nave espacial sólo entró en la órbita terrestre baja. La sonda espacial más grande es la misión Cassini-Huygens a Saturno, que pesa 5.655 kilogramos (12.467 libras).

Esto se debe a que el mayor obstáculo para que la humanidad se convierta en una especie verdaderamente espacial son los motores utilizados para impulsar las naves espaciales a través del sistema solar y más allá. Los cohetes químicos pueden ofrecer un empuje impresionante, pero tienen muy poco impulso específico. Es decir, no pueden disparar durante mucho tiempo antes de quedarse sin propulsor. Los sistemas de propulsión eléctrica, como los propulsores Hall, hacen justo lo contrario. Su empuje es equivalente al peso de una moneda pequeña, pero pueden arder durante meses en lugar de minutos, por lo que pueden (lentamente) alcanzar velocidades muy altas.

Desafortunadamente, ninguno de los dos combustibles resulta atractivo para transportar astronautas a Marte. Uno puede empezar rápidamente, otro puede empezar lentamente, pero ambos implican meses o incluso años de viajes largos y peligrosos. Ambos métodos básicos de propulsión tienen sus propias ventajas y desventajas, pero lo que realmente se necesita, al menos a corto plazo, es un método de propulsión que combine las características de ambos. Lo ideal sería algo con mayor empuje y mayor impulso específico.

El nuevo concepto de Princeton funciona utilizando el mismo mecanismo que actuaría sobre las erupciones solares. Estas llamaradas están formadas por átomos y partículas cargados eléctricamente llamados plasma, que quedan atrapados en potentes campos magnéticos, donde se producen interacciones complejas.

Para los sistemas de propulsión, Ebrahimi está particularmente interesado en una interacción llamada reconexión magnética, que es el proceso mediante el cual la energía magnética se convierte en energía cinética, térmica y radiativa de las partículas. Este fenómeno se observa no solo en el Sol, sino también en la atmósfera terrestre y en el interior de los reactores de fusión tokamak, como el Experimento Nacional de Toro Esférico (NSTX) de PPPL.

De manera muy común, los propulsores magnéticos son como los propulsores de iones que cada vez son más comunes en las naves espaciales. Estos propulsores funcionan cargando un propulsor compuesto de átomos pesados ​​como el xenón y luego utilizando un campo eléctrico para acelerarlo. El nuevo concepto de propulsor se acelera mediante un campo magnético.

Hasta ahora, las simulaciones realizadas por el ordenador PPPL y el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California, muestran que los propulsores de reconexión magnética pueden producir velocidades más rápidas que los sistemas de propulsión eléctrica actuales 10. veces.

"Los viajes de larga distancia llevan meses o años porque el impulso específico de los motores de cohetes químicos es muy bajo, por lo que el vehículo tarda un tiempo en alcanzar velocidad", dijo Ebrahimi. "Pero si construimos propulsores basados ​​en la reconexión magnética, es posible que podamos completar misiones de larga distancia en menos tiempo".

Además de acortar los tiempos de viaje, el nuevo concepto de propulsor también puede ajustar el magnético. campo para estrangulamiento. Además, los propulsores no sólo disparan plasma, sino que también disparan bolas de plasma, que son bolas de plasma contenidas en burbujas magnéticas, lo que añade aún más potencia. Además, los propulsores no dependen de elementos pesados ​​como propulsores y pueden cargarse con elementos más ligeros y económicos.

"Otros propulsores requieren gases pesados, hechos de átomos como el xenón, mientras que en este concepto se puede utilizar cualquier tipo de gas", dijo Ebrahimi.

La investigación fue publicada en el Journal of Plasma Physics.