Uno de los mayores problemas a los que se ve enfrentada la NASA para diseñar un viaje a Marte, es el hecho de que una nave espacial demoraría alrededor de seis meses en recorrer la distancia que separa a La Tierra del planeta rojo.

En la actualidad los cohetes utilizados en las misiones espaciales consumen combustibles químicos para la generación del impulso, siendo utilizado en gran parte durante la elevación inicial sobre la superficie terrestre. Una vez en el espacio los cohetes sólo se deslizan por la falta de gravedad.

Por otro lado tenemos los motores de iones, que aceleran los átomos que se encuentran eléctricamente cargados (iones), por medio de un campo eléctrico. Con esto se logra impulsar una nave en la dirección opuesta.

El problema que presentan este tipo de motores es que proporcionan mucho menos impulso comparado con los motores a combustión, por lo que no lograrían romper la gravedad terrestre durante el despegue. Claro que, una vez que se encuentran en el espacio, son capaces de dar un impulso constante durante mucho tiempo, logrando acelerar la nave de forma gradual hasta alcanzar una velocidad incluso superior a la que se obtendría con los motores actuales.

La tecnología de los motores de iones ya se ha probado con éxito en varias misiones, siendo una de ellas la nave Dawn de la NASA que actualmente se encuentra viajando hacia los asteroides Vesta y Ceres. Otro ejemplo exitoso es el de la nave japonesa Hayabusa, la que logró encontrarse con el asteroide Itokawa en el año 2005.

En la actualidad son varias las compañías que se encuentran desarrollando nuevas tecnologías que puedan ser aplicadas en los motores de iones. Entre ellas esta Ad Astra Rocket fundada en el año 2005 por el físico de plasma y astronauta Franklin Chang-Diaz.

Esta compañía se encuentra desarrollando un nuevo motor denominado VASIMR (Cohete de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable), el que esperan que entregue un impulso mucho mayor que los actuales motores de plasma. Para lograr esto utiliza un generador de radiofrecuencias (como los que se utilizan en la emisión de radio), con el cual logran calentar las partículas cargadas (plasma).

El funcionamiento de este motor es similar al de un motor a vapor, posee una primera fase que sería similar al proceso de hervir el agua que genera el vapor. Vale decir, el generador de radiofrecuencias calienta un gas de átomos de argón hasta lograr que los electrones hierven, por lo que se genera un plasma.

La segunda fase del cohete logra calentar los iones hasta una temperatura aproximada de un millón de grados (esta temperatura es similar a la del centro del Sol); aprovechándose del hecho de que en un campo magnético potente, los iones giran a una frecuencia fija. Entonces el generador de radiofrecuencia es ajustado a la misma frecuencia en que giran los iones, por lo que se obtiene energía extra de ellos.

Gracias a esto VASIMR logra alcanzar niveles de potencia cientos de veces mayores a la de otros motores.

Los científicos de Ad Astra ya lograron probar la primera fase del motor con éxito, por lo que desde la semana pasada que se encuentran probando la segunda fase del motor. De momento han hecho funcionar el motor de dos etapas a una potencia de 50 kilovatios, pero esperan llegar a los 200 kW de potencia durante las pruebas actuales (con esa potencia en el espacio lograrían propulsar dos toneladas de carga).

La NASA llegó a un acuerdo con la compañía Ad Astra para probar el encendido de los cohetes en el espacio, para ello serán enganchados en la Estación Espacial Internacional en el año 2012 o 2013. Se piensa que con la tecnología de VASIMR se podría entregar el impulso necesario en forma periódica para mantener a la ISS en órbita.

Los ingenieros de la NASA calculan que con un motor de este tipo un viaje a Marte demoraría alrededor de 39 días, pero para conseguirlo se necesitaría de una potencia considerable (mil veces superior a la que conseguirían utilizando la energía solar). Para resolver este problema VASIMR necesitará utilizar un reactor nuclear, pero este tipo de tecnología no ha sido utilizada desde que la Unión Soviética la desechó hacia el año 1980.

Los entendidos señalan que la tecnología del motor VASIMR representa el futuro de los viajes espaciales, por lo que ponen sus esperanzas en ella para un futuro viaje a Marte.

Links:

• Ion engine could one day power 39-day trips to Mars (New Scientist)
• Ad Astra Rocket Company