Un grupo de científicos y diseñadores del Instituto Troitsk de Rosatom (Rusia) desarrollaron un motor de cohete basado en un pedal de acelerador de magnetoplasma y un prototipo de laboratorio de la unidad, que permitiría a las naves equipadas con estos sistemas de propulsión volar a Marte con una duración de uno a dos meses, reseñó el medio ruso Izvestia.
Según los investigadores, el sistema de propulsión será capaz de acelerar partículas (electrones y protones cargados) a una velocidad de 100 kilómetros por segundo. Con este sistema, se podrían realizar vuelos interplanetarios e incluso ir más allá del sistema solar.
Vuelos a Marte en cohete ruso
“En los motores tradicionales, la velocidad máxima de flujo de materia es de unos 4,5 kilómetros por segundo, lo que se debe a las condiciones de combustión del combustible. En cambio, en nuestro motor, el cuerpo de trabajo son partículas cargadas que se aceleran mediante un campo electromagnético. Esto permite alcanzar velocidades mucho mayores», dijo a Izvestia Alexei Voronov, primer subdirector general de Ciencias del Instituto Troitsk.
Agregó que gracias al motor desarrollado por el equipo ruso, el tiempo de vuelo de las naves espaciales a Marte se reducirá a uno o dos meses (dependiendo del tamaño de la nave y de la carga). Esto hará más seguros los viajes interplanetarios, ya que reducirá el tiempo de expedición y el periodo de permanencia de la tripulación bajo la influencia de la radiación cósmica.
Un prototipo diseñado para pruebas en la Tierra
“Ya se ha preparado un prototipo de motor, destinado a realizar pruebas en tierra y a desarrollar diferentes modos de funcionamiento. Según el plan, el modelo de vuelo de la unidad aparecerá en 2030. El motor funciona en modo pulso-periódico. Su potencia es de unos 300 kW . Anteriormente, se había justificado la existencia de un recurso de más de 2400 h del motor, suficiente para una operación de transporte a Marte. El objetivo principal del proyecto es demostrar el funcionamiento del prototipo en modo pulso-periódico «, dijo Konstantin Gutorov, asesor científico del proyecto.
Informó que actualmente se encuentra montado un puesto experimental especial para las pruebas. Se trata de una cámara de cuatro metros de diámetro y 14 metros de longitud, en la que se reproducen condiciones similares a las del espacio. Está dotada de innovadores sensores de alta sensibilidad, sistemas de bombeo de vacío y de eliminación de calor.
Según el científico, los vehículos se pondrán en órbita de la forma tradicional, mediante vehículos de lanzamiento equipados con motores químicos. A su vez, se incluirán unidades de plasma después de entrar en la órbita de referencia. Vuelos a Marte en cohete ruso
También pueden funcionar como parte de un remolcador espacial, una nave diseñada para transportar carga entre las órbitas de los planetas del sistema solar.
“El motor de plasma para cohetes es un tipo de motor eléctrico. Se basa en dos electrodos. Entre ellos pasan partículas cargadas y, al mismo tiempo, se aplica un alto voltaje a los electrodos. Como resultado, la corriente crea un campo magnético que empuja las partículas fuera del motor. De esta manera, el plasma recibe un movimiento direccional y crea empuje», explicó Egor Biriulin, investigador adjunto del instituto científico.
¿Por qué se utiliza el hidrógeno?
Para generar movimiento en el motor se utiliza energía eléctrica y el hidrógeno como sustancia activa, añadió Biriulin. La fuente de energía será el reactor nuclear de a bordo. La ventaja del hidrógeno es que sus átomos son ligeros y tienen una alta tasa de caída de temperatura. Esto permite alcanzar velocidades importantes sin un gran consumo de sustancia activa.
Además, el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, por lo que es posible reponer sus reservas sin mucha dificultad en el futuro.
“Otra característica positiva de la nueva instalación es que en el mecanismo propuesto no es necesario calentar demasiado el plasma. Como resultado, las piezas y componentes del motor no sufren sobrecargas de temperatura y la energía eléctrica utilizada para su funcionamiento se convierte casi por completo en movimiento. Esto hace que la instalación sea más eficiente en comparación con sus análogos», agregó.
Precisó que el empuje del motor (la fuerza que genera) según los cálculos será de unos 6 N. Se trata del valor máximo entre los proyectos en desarrollo. Con tales características, la nave interplanetaria necesitará una reserva de tiempo para la aceleración y el frenado. De hecho, todo el vuelo puede constar de una fase de aceleración suave y una posterior desaceleración. Vuelos a Marte en cohete ruso
El desarrollo presentado es un avance, comentó a Izvestia Nathan Eismont, investigador principal del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia. “Por lo general, la velocidad de los motores de plasma actuales es de 10 kilómetros por segundo, algunos alcanzan entre 30 y 50 km/s. Las velocidades de aproximadamente 100 km/s combinadas con el uso de hidrógeno como material de trabajo llevarán la industria espacial mundial a un nivel cualitativamente nuevo”, resumió.
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