MW: Motores de fusión y antimateria podrían propulsar las futuras naves espaciales

Artículo publicado por Mike Wall el 11 de septiembre de 2012 en SPACE.com

Las reacciones nucleares de fusión iniciadas por haces de antimateria podrían impulsar naves espaciales ultra-rápidas en largos viajes antes del final de siglo, dicen los investigadores.

Una nave impulsada por fusión podría alcanzar Júpiter en cuatro meses, abriéndonos potencialmente partes de nuestro sistema solar exterior a la exploración tripulada, de acuerdo con un informe de la NASA de 2010.

Aún tendrían que solventarse una serie de obstáculos – particularmente la producción y almacenamiento de antimateria ― para crear una tecnología factible, pero algunos expertos imaginan que podría estar lista en medio siglo aproximadamente.

Futuristic Space Travel © by Jaideep Khemani

Probablemente no es una tecnología a 40 años vista, pero, ¿50, 60? Bastante posible, y algo que tendría un significativo impacto en la exploración, modificando el cálculo de masa-energía-coste cuando se realiza la planificación”, dice Jason Hay, analista sénior de tecnología aeroespacial para la firma de consultoría The Tauri Group, en una presentación el pasado 29 de agosto en el grupo de trabajo Future In-Space Operations de la NASA.

La energía de fusión

El combustible para tal nave impulsada por fusión probablemente consistiría en muchas pequeñas cápsulas que contienen deuterio y tritio — los isótopos de hidrógeno que albergan uno o dos neutrones, respectivamente, en sus núcleos. (Los átomos de hidrógeno común no tienen neutrones).

Dentro de cada cápsula, este combustible estaría rodeado de otro material, tal vez uranio. Se enviaría un haz de antiprotones – el equivalente de antimateria de los protones, que porta una carga eléctrica de -1 en lugar de +1 — contra las cápsulas.

Cuando los antiprotones impactan en los núcleos de uranio, se aniquilan generando productos de fisión de alta energía que inician las reacciones nucleares en el combustible.

Tales reacciones – por ejemplo la fusión de núcleos de tritio y deuterio para crear átomos de helio-4 y un neutrón — emiten enormes cantidades de energía que podrían aprovecharse para propulsar la nave de distintas formas.

“La energía procedente de estas reacciones podría usarse para calentar un propelente o proporcionar impulso a través del confinamiento magnético y una tobera magnética”, según afirma el informe de 2010, conocido como “Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration“, creado por la NASA con la ayuda de The Tauri Group y otros expertos.

La idea básica no es nueva: el Proyecto Daedalus, un estudio llevado a cabo por el Sociedad Interplanetaria Británica (British Interplanetary Society) en la década de 1980, propuso un cohete de fusión para impulsar una nave interestelar. Sin embargo, Las reacciones de fusión de Daedalus se iniciarían gracias a haces de electrones en lugar e haces de antiprotones.

Aún no hemos llegado hasta ahí

Aunque la fusión mediante antiprotones es una tecnología prometedora, tiene varios serios obstáculos que superar para que sea factible, dice Hay.

Tal vez el mayor desafío sea conseguir suficientes antiprotones — que pueden generarse en aceleradores de partículas — y almacenarlos el tiempo suficiente para hacer factible un viaje espacial de largo alcance.

De acuerdo con el informe “Technology Frontiers“, se requerirían unos 1,16 gramos de antiprotones para un viaje a Júpiter. Esto puede sonar a poco, pero los niveles de producción actuales se miden en milmillonésimas de gramo.

“Los antiprotones son extremadamente caros; unos pocos gramos costarían varios billones de dólares”, dice said. “Creo que la producción total desde la década de 1950 es del orden de 10 nanogramos”.

Pero la producción de antiprotones aumenta a una velocidad importante, añade. Por lo que tal vez la tecnología podría ser el próximo gran avance en los sistemas de propulsión espacial — en el año 2060 aproximadamente.

“Con un suministro estable de antiprotones y combustible nuclear, la fusión mediante antiprotones puede proporcionar abundante energía para grandes estaciones espaciales, puestos avanzados y misiones de exploración con sistemas de energía relativamente pequeños”, según se afirma en el informe “Technology Frontiers“.

Autor: Mike Wall
Fecha Original: 11 de septiembre de 2012
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