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Spazio

Un cohete que imita una llamarada solar puede llevarnos más allá de los límites actuales

El motor explota procesos en la base de la erupción solar, también contemplados en los próximos reactores de fusión nuclear.

Enero 17 2022
gianluca ricciogianluca riccio
⚪ 3 minutos
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erupción solar

La física del PPPL Fatima Ebrahimi frente a una reconstrucción gráfica del cohete de fusión (Crédito: Elle Starkman (Oficina de Comunicaciones del PPPL) e ITER)

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Un científico ha sugerido que un nuevo tipo de propulsión de cohete que copia el mecanismo detrás de una llamarada solar también podría llevar a los humanos más allá de nuestro sistema solar.

El concepto fue propuesto por Fátima Ebrahimi, investigador principal de física en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) en Nueva Jersey. El propulsor enviaría campos magnéticos desde la parte trasera del cohete para impulsarlo hacia adelante. Actualmente, los propulsores de plasma probados en el espacio para mover partículas dependen de campos eléctricos.

Como una llamarada solar

El nuevo concepto aceleraría las partículas usando el reconexión magnética (un proceso que se encuentra en todo el universo, incluida la superficie del Sol, donde desencadena el fenómeno de la llamarada solar). En este proceso las líneas del campo magnético convergen, se separan repentinamente y luego se vuelven a unir, generando mucha energía. La reconexión es el principio que también tiene lugar dentro reactores de fusión nuclear tokamak actualmente en estudio.

"He estado trabajando en este proyecto durante un tiempo", dice Ebrahimi, autor de un artículo que detalla la idea en el Revista de física del plasma. 

El artículo continúa después de los enlaces relacionados.

Energía de fusión nuclear, el primer prototipo del mundo para 2040 en el Reino Unido

Finalmente, una reacción de fusión genera más energía de la que usa.

"Tuve la idea en 2017 mientras estaba sentado en un puente y pensaba en las similitudes entre el escape de un automóvil y las partículas de escape de alta velocidad creadas por el Experimento Nacional del Toro Esférico (NSTX) de PPPL". 

Durante su funcionamiento, este tokamak produce burbujas magnéticas llamadas plasmoides que se mueven a una velocidad de unos 20 kilómetros por segundo, algo muy parecido a un buen empujón.

erupción solar
Fatima Ebrahimi: su idea de una hélice basada en los procesos en la base de una erupción solar.

Mas rapido que nunca

Los propulsores de plasma actuales que usan campos eléctricos para impulsar partículas solo pueden producir un pulso específico bajo. Las simulaciones por computadora mostraron que el nuevo concepto de tren motriz de plasma podría generar gases de escape a velocidades de cientos de kilómetros por segundo. 10 veces más rápido que los de otros motores.

"Esta velocidad en una nave espacial podría poner los planetas exteriores al alcance de los astronautas".

Los viajes de larga distancia tardan meses o años porque el pulso específico de los motores químicos de los cohetes es muy bajo, por lo que el vehículo tarda un tiempo en aumentar la velocidad. Los propulsores de "llamaradas solares" basados ​​en la reconexión magnética posiblemente podrían completar misiones de larga distancia en mucho menos tiempo.

Cohete 'Solar flare', un concepto completamente innovador

Hay tres diferencias principales entre el concepto de tren motriz de Ebrahimi y otros dispositivos. la primera es que cambiando la fuerza de los campos magnéticos puedes aumentar o disminuir la cantidad de empuje. En segundo lugar, el nuevo propulsor produce movimiento al expulsar partículas de plasma y plasmoides, agregando potencia a la propulsión. FinalmenteA diferencia de los conceptos de propulsores de campo eléctrico, los campos magnéticos del cohete de Ebrahimi que imitan los mecanismos de una llamarada solar permiten que el plasma esté formado por átomos pesados ​​o ligeros.

Mientras que otros propulsores requieren gas pesado, hecho de átomos como el xenón, los científicos pueden preferir el gas ligero en algunos casos porque los átomos más pequeños pueden moverse más rápido.

Este cohete estilo llamarada solar proviene directamente de la investigación de energía de fusión nuclear. Los reactores del futuro como ITER aún no han comenzado a impulsarnos y ya inspiran tecnologías revolucionarias en otros campos, como la exploración espacial.

“El siguiente paso”, dice Ebrahimi, “es construir un prototipo”. Amén.

Tags: fusión nuclearmotores


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