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Princeton quiere impulsar el motor de plasma con fusión nuclear

– Noticias del 13 de junio de 2017 –

El laboratorio de EE. UU. En Princeton, Nueva Jersey, recibió dos becas de investigación de la NASA para financiar investigaciones sobre el diseño de un motor espacial que implica la fusión nuclear. La fusión nuclear es un poco como el Santo Grial de la propulsión espacial. Utilizado en un generador eléctrico, podría proporcionar una potencia absolutamente desproporcionada a los motores de plasma o incluso más propulsiones hipotéticas.

Pero el concepto de Princeton Plasma Physics Lab (PPPL) es un poco diferente. Los investigadores que trabajan en este proyecto no quieren usar la fusión nuclear para producir electricidad. Por el contrario, piensan que pueden crear un empuje, es decir un motor, por la eyección directa del plasma de fusión. Este motor podría alcanzar la velocidad de 30000 km por segundo, el 10% de la velocidad de la luz. El concepto no es nuevo: la base teórica de tal motor se conoce desde los años 60, pero las tecnologías de la época no podían mantener un plasma estable.

El progreso en el campo de los superconductores y la física de materiales, sin embargo, da esperanza a los investigadores. El motor que esperan desarrollar tendrá un peso de solo 11 toneladas para una potencia de 10 megavatios. Funcionaría mediante el uso de una radio de baja frecuencia para calentar una mezcla de deuterio y helio 3. El plasma formado quedaría confinado en forma de anillo a través de campos magnéticos. Entonces sería posible escapar de una pequeña porción del plasma girando a alta velocidad para crear el empuje. Tal motor tendría una actuación espectacular. Permitiría a una nave espacial acelerar a una fracción no despreciable de la velocidad de la luz, simplificando enormemente el viaje a nuestro sistema solar y abriendo la puerta a los sistemas vecinos.

Sin embargo, aún hay muchos desafíos tecnológicos por resolver antes de ver tal motor en acción. Primero, el tamaño del sistema. Ya es muy difícil mantener un plasma de fusión mediante el uso de instalaciones gigantescas, por lo que es difícil imaginar que tal sistema tenga lugar en el último piso de un cohete. Sin embargo, muchas compañías y gobiernos están financiando investigaciones sobre el desarrollo y la miniaturización de reactores de fusión. El laboratorio de Princeton, mientras tanto, espera demostrar su concepto en 2019 o 2020.





Un equipo de Berlín desarrolla un motor de plasma

– Noticias del 23 de mayo de 2017 –

Berkant Göksel, un investigador de la Universidad de Berlín, y su equipo quieren revolucionar el transporte espacial con su nuevo motor de plasma.

Un motor de plasma funciona desde una fuente eléctrica. El plasma es ionizado y acelerado por campos magnéticos para proporcionar empuje. Hay muchas técnicas para lograr este resultado: el motor VASIMR o los motores de efecto Hall son ejemplos de motores de plasma.

El motor de plasma del equipo Berkant Göksel utiliza descargas eléctricas pulsadas en el rango de nanosegundos. Los resultados son impresionantes: un motor de plasma tradicional es muy eficiente porque consume muy poco combustible para proporcionar una aceleración dada, pero su empuje también es muy bajo. Por lo tanto, llevará mucho tiempo proporcionar aceleración. Este nuevo motor promete liberarnos de esta restricción de baja potencia.

El equipo alemán usa un motor de solo 80 mm de largo. Es capaz de proporcionar un empuje de 8 milinewtons en cada impulso. Sería suficiente aumentar la frecuencia del motor a 1000 pulsos por segundo para tener una eficiencia similar a un motor a reacción moderno. Es una verdadera revolución …

Sin embargo, el equipo de Berlín todavía tiene mucho trabajo porque por el momento no puede operar su motor más allá de 50 pulsos por segundo. Y para optimizar este motor, primero debe ser capaz de observarlo correctamente. Pero las velocidades involucradas son tan importantes e impresionantes que el equipo necesita una cámara con dos millones de fotogramas por segundo para estudiar adecuadamente las reacciones del plasma dentro del motor. Tal motor también necesitaría una fuente de poder poderosa y compacta. Por lo tanto, será necesario esperar importantes avances en la producción y almacenamiento de electricidad para aprovechar al máximo su potencial. Las baterías de fusión nuclear y grafeno serán candidatos serios.

Imagen de la NASA; Publicado en dominio público, a través de Wikimedia Commons

Fuentes

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