El nuevo motor de fusión nuclear que promete llevarnos más allá del sistema solar

Florian Neukart, catedrático de computación cuántica en la Universidad de Leiden, Países Bajos, acaba de publicar un artículo en el que propone un novedoso método de propulsión llamado Accionamiento de Plasma por Fusión Magnética (MFPD, por sus siglas en inglés). Este motor podría cambiar la manera en la que exploramos el cosmos, ayudándonos a aumentar radicalmente la velocidad de los viajes y cubrir distancias impensables hasta ahora.

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“El reto de la exploración del espacio profundo y el transporte de importantes cargas útiles a través de distancias interplanetarias e interestelares requiere el desarrollo de sistemas de propulsión eficientes y potentes”, asegura el investigador en su artículo. “A medida que la humanidad contempla el establecimiento de colonias en planetas lejanos y la explotación minera de cuerpos celestes, los mecanismos de propulsión de nuestras naves espaciales se vuelven cada vez más complejos”.

El motor teórico de Neukart combina aspectos de distintos métodos de propulsión y ofrece una alta densidad energética y una eficiencia de combustible significativamente mayor que la de los propulsores químicos actuales. El MFPD puede utilizar el combustible de manera más eficiente y proporcionar más empuje (lo que significa mayor velocidad) y además puede hacerse más grande o más pequeño dependiendo de las necesidades de la misión.

Nuekart asegura que este sistema puede recorrer enormes distancias en plazos de tiempo muy cortos para los estándares actuales, ampliar los objetivos de las misiones —permitiéndonos llegar rápidamente a otros planetas del sistema solar y realizar viajes interestelares— y mitigar los riesgos que supone para la salud de los astronautas pasar largos periodos de tiempo expuestos a la radiación espacial y la microgravedad.

"El MFPD es un sistema de propulsión para la exploración espacial que utiliza reacciones de fusión nuclear controladas como fuente de energía primaria tanto para el empuje como para la generación potencial de energía eléctrica”, explica Neukart en declaraciones para Universe Today. “El sistema se basa en el aprovechamiento de la inmensa energía producida por las reacciones de fusión, en las que suelen intervenir isótopos de hidrógeno o helio, para producir un escape de partículas a gran velocidad, generando así empuje según la tercera ley de Newton”.

Cómo funciona

Nuekart asegura en su artículo que el MFPD pretende aprovechar el inmenso potencial energético de la fusión nuclear combinado con el del plasma confinado magnéticamente para producir empuje. El investigador comenzó estudiando las reacciones de fusión del deuterio-tritio (D-T), ampliamente investigadas y comprendidas, y continúo con reacciones D-T a temperaturas de ignición relativamente bajas y una sección transversal mayor que otros sistemas.

"El plasma de las reacciones de fusión se confina y manipula mediante campos magnéticos, lo que garantiza una liberación de energía y una direccionalidad controladas”, explica el investigador. “Simultáneamente, el concepto MFPD contempla la posibilidad de convertir parte de la energía de fusión en energía eléctrica para mantener los sistemas de a bordo y, posiblemente, el sistema de control de reacción de la nave espacial."

El objetivo último del MFPD, explica Nuekart, es aprovechar la fusión aneutrónica, que, al contrario que las reacciones de fusión nuclear más estudiadas, transportan muy poco de la energía liberada con sus neutrones. Las reacciones aneutrónicas liberan energía en forma de partículas cargadas (típicamente protones o partículas alfa), reduciendo significativamente el nivel de radiación neutrónica producida y combinando un elevado impulso con una inmensa densidad energética a partir de una única fuente de energía.

De la teoría al espacio

El principal reto de la propulsión MFPD reside según Nuekart en lograr y mantener relaciones de fusión estables en el espacio. Los éxitos demostrados en tierra de la fusión por confinamiento magnético y la fusión por confinamiento inercial, dice, no tienen por qué replicarse de la misma manera en las peculiares condiciones espaciales.

Ya hay proyectos en marcha que buscan estudiar justamente eso, como el demostrador DRACO de DARPA, el brazo de investigación avanzada del Pentágono, que quiere poner en órbita un cohete térmico nuclear experimental. También NASA está apostando por nuevos sistemas de propulsión nuclear espacial que les permita acortar el tiempo total de las misiones a Marte y otros puntos del sistema solar.

Pero los americanos no son los únicos que andan detrás de esta tecnología. Las agencias espaciales de todo el mundo también están investigando formas alternativas de propulsión. Nuestra ESA, por ejemplo, tiene en marcha desde hace casi una década un proyecto que busca desarrollar un motor espacial de fusión abierto. Y China, como no, ya ha dicho que está trabajando para desplegar una flota de naves nucleares para 2050.

"Aunque es innegable que el viaje para hacer realidad el concepto MFPD estará plagado de retos y obstáculos científicos, los beneficios potenciales son monumentales", dice el investigador. "Lograr una propulsión por fusión fiable, eficaz y eficiente podría redefinir los límites de los objetivos alcanzables, impulsando a la humanidad hacia una nueva era de exploración, descubrimiento y comprensión del cosmos. La esperanza es que la investigación siembre la curiosidad, la innovación y la determinación entre científicos, ingenieros y exploradores de todo el mundo, trazando el rumbo hacia nuestro futuro entre las estrellas".