El poder de fusión nuclear es una tecnología muy avanzada. Para los escépticos será difícilmente alcanzable. Sin embargo, a pesar de esta difícil transición, las reacciones nucleares que alimentan al sol pueden encontrar uso en otros campos. El más evidente es el de las armas: todos conocemos el poder destructivo de las bombas de hidrógeno. Se podría implementar otro caso de uso indudablemente mejor: el de las naves espaciales.
El concepto de motor de fusión directa llamado transmisión de fusión directa (o DFD) está en desarrollo en el Laboratorio de física de plasma de Princeton. Un equipo de científicos e ingenieros, dirigido por Dr. Samuel Cohen , trabaja en su segunda versión. Los desarrolladores esperan pasar a una fase de prueba en el espacio y, algún día, convertirlo en el sistema de propulsión principal para las naves espaciales que viajan a través de nuestro sistema solar. Ya existe un objetivo particularmente interesante, que tiene varios puntos en común con la Tierra: Titán. Tiene el potencial de albergar formas de vida, y no es casualidad que las misiones ya estén planeadas (de uno, llamado Libélula, te lo dije hace un tiempo).
Solo piense: con un motor de fusión directa, podríamos enviar una sonda allí en poco menos de dos años. Esto es según una investigación realizada por el departamento de física del New York City College of Technology, dirigido por el profesor Román Kezerashvili y flanqueado por dos becarios de la Politécnica de Turín, paolo aimé e Marco Gajeri.
De izquierda a derecha: Marco Gajeri, Dr. Samuel Cohen, Paolo Aime, Prof. Roman Kezerashvili
El motor de fusión directa
El concepto de motor de fusión en frío implica un combustible con deuterio y un isótopo de helio-3 . Incluso con cantidades relativamente pequeñas de combustible extremadamente potente, el DFD puede superar a los métodos de propulsión química o eléctrica que se utilizan habitualmente en la actualidad. Se estima que el impulso específico del sistema, que es una medida de la eficiencia con la que un motor utiliza el combustible, es comparable a los motores eléctricos más eficientes disponibles en la actualidad. En resumen, con ejemplos extremos: un motor eficaz como el de los cohetes, pero con la eficiencia de la propulsión eléctrica.
¡Vamos a Titán!
Las características de este motor de fusión directa se ven geniales, pero aún así requiere una prueba. Los autores del artículo eligieron Titán: para trazar el mejor camino hacia la luna más grande de Saturno, el equipo italiano colaboró con los desarrolladores de DFD en el PPPL utilizando datos de rendimiento del motor de prueba. El equipo cruzó el rendimiento del motor con otros datos (sobre alineaciones planetarias) y encontró dos caminos potenciales para Titán. Uno donde se aplica el empuje del motor solo al principio y al final del viaje (TCT) y uno en el que el el empuje es constante durante la duración del viaje.
Con un empuje constante, el motor de fusión directa reduciría el tiempo de viaje a poco menos de 2 años, mientras que el perfil TCT daría como resultado un tiempo de viaje total de 2,6 años para una nave espacial mucho más grande que la nave espacial. Cassini. Ambos caminos no requerirían ayuda gravitacional, de la que se han beneficiado regularmente las naves espaciales que viajan a los planetas exteriores. Cassini, la última misión famosa que visitó el sistema de Saturno, tomó casi 7 años.
Una cosa importante a tener en cuenta, afirma Marco Gajeri, uno de los autores de la investigación, es que la ventana que hace más eficientes las características del motor de fusión directa se abre alrededor de 2046. Tenemos (mucho) menos de 30 años para mejorar y afinar esta revolución en la propulsión.
¿Y una vez allí?
Surgirán otros desafíos cuando una sonda de motor de fusión directa DFD llegue al sistema de Saturno. Orbitar el segundo planeta más grande del sistema solar es relativamente fácil. Transferir órbitas a su luna más grande es mucho más difícil. Resolver este problema requiere abordar el problema de tres cuerpos , un problema de mecánica orbital notoriamente difícil que implica resolver las órbitas de tres cuerpos orbitales diferentes (es decir, la nave espacial, Saturno y Titán).
Para solucionarlo, el DFD puede empezar a explotar otra de las ventajas que lo distinguen: suministrar energía directa a los sistemas de la nave espacial. Un motor de fusión directa es una fuente de energía y también una fuente de empuje. Si se diseña correctamente, podría proporcionar toda la potencia que necesita una nave espacial para una misión de larga duración y (disculpe el juego de palabras) para misiones de larga duración.
Por ejemplo en Plutón. La única misión humana de este tipo, New Horizons, tardó 9 años en llegar a Plutón. No hace falta decir que un motor de fusión directa reduciría drásticamente el tiempo que lleva hacer ese viaje. Y si estuviera operativo en los próximos 30 años, podría comenzar a actuar como una fuerza impulsora para todo tipo de nuevas misiones de exploración.
Más información: El estudio en pdf
