En la década de 1960, el físico estadounidense Robert W. Bussard propuso una idea radical para:viaje interestelar: Una nave espacial que recolectaba hidrógeno directamente del medio interestelar basándose en un fuerte campo magnético.La alta velocidad de este “estatorreactor” obliga al hidrógeno a entrar en un campo magnético progresivamente contraído hasta que se produce la fusión.El campo magnético luego envía la energía resultante a la parte trasera de la nave espacial, creando propulsión.
Como se sabe, Bussard Ramjet fue popularizado por escritores de ciencia ficción dura como Poul Anderson, Larry Niven y Vernor Vinge, y comunicadores científicos como Carl Sagan.Desafortunadamente, un equipo de físicos analizó recientemente el concepto con más detalle y concluyó que la idea de Bussard no era práctica.Cuando el viaje interestelar parece el destinoposibilidad real, este análisis puede parecer una manta mojada, pero es más una revisión de la realidad.
Este análisis detalladoPedro Schachneider, físico, experto en ciencia de los materiales y escritor de ciencia ficción de la Universidad de Viena.Se unió a Albert A. Jackson, físico de una empresa aeroespacial con sede en Texas.Tritón Systems, LLC.estudios que explican sus hallazgos (“El estatorreactor Fishback redescubierto“) se publicará en la revista científica Acta Astronautica en febrero de 2022.
Bussard Ramjet es una solución elegante para enviar misiones tripuladas a otros sistemas estelares, al menos en teoría.Los primeros conceptos, como la propulsión por pulsos nucleares (NPP) y la propulsión por fusión, se propusieron en forma de:Proyecto OriónYProyecto Dédalo.Este concepto fue la respuesta al problema fundamental de lograr la velocidad necesaria para llegar a otros sistemas estelares en un período de tiempo relativamente corto.Es decir, debe alcanzar una fracción de la velocidad de la luz (“velocidad relativista”).
Sin embargo, estos métodos se consideraron en gran medida poco prácticos debido al tamaño, la masa y el costo de la nave espacial involucrada.El Proyecto Orión y otras propuestas de la central nuclear incluyeron naves espaciales que generan propulsión a través de la detonación deliberada en el tiempo de una ojiva nuclear detrás de la nave espacial.Una “placa de empuje” orientada hacia atrás absorbe el impulso resultante de estas explosiones y las convierte en impulso.
La nave espacial Orion teóricamente podría alcanzar el 10% de la velocidad de la luz, pero eso requeriría de cientos a miles de dispositivos nucleares.Esto, a su vez, requería una nave espacial muy grande y muchos propulsores de cohetes externos para enviarlo al espacio, y todo esto se sumó al alto precio.También estaba el tema de la lluvia radiactiva, donde la nave espacial Orión dejó su huella.Además, el tratado de prohibición parcial de pruebas del proyecto se aprobó en 1963, y prohibió las pruebas nucleares en la atmósfera, el espacio o el agua de la Tierra.
Por el contrario, el Proyecto Daedalus requería una sonda no tripulada de segunda etapa que dependía de gránulos de deuterio o helio-3 para generar propulsión.Estos gránulos se fusionan en una cámara de reacción utilizando un láser de electrones y la energía resultante se envía de vuelta para crear una fuerza propulsora.Sin embargo, la cantidad de propulsor necesaria para acelerar la nave espacial a una velocidad relativista significaba que la mayor parte de la masa y el volumen de la nave espacial se llenarían con el propulsor y los tanques de propulsor.
En su propuesta titulada “Materia galáctica y vuelo interestelar“Bussard propuso una variante del cohete de fusión tradicional.Ramjet usa un fuerte campo magnético para usar el gas de hidrógeno de ISM como “una fuente de energía de fusión nuclear y un fluido de trabajo”.Al recolectar el suministro de propulsor directamente de ISM, el Ramjet elimina los voluminosos tanques de propulsor y es significativamente más pequeño y menos pesado que el concepto Daedalus.
Nueve años después, el campo magnético es “vuelo espacial interestelar relativista” – escrito por el investigador del MIT John F. Fishback.Desde entonces, la idea ha generado mucho interés entre los fanáticos de la ciencia ficción y los miembros de las comunidades tecnológica y aeroespacial.Peter Schattschneider habló recientemente en TU Wien.presione soltar:
“Definitivamente vale la pena investigar esta idea.El espacio interestelar contiene un gas altamente diluido que es principalmente hidrógeno.“Si se recolecta hidrógeno frente a una nave espacial como un embudo magnético con la ayuda de un enorme campo magnético, se puede usar para alimentar un reactor de fusión y acelerar la nave espacial”.
Schattschneider y Jackson revisaron Bussard Ramjet usando software desarrollado en la Universidad de Viena como parte de un proyecto de investigación para calcular campos electromagnéticos en microscopios electrónicos para investigación.Descubrieron que el principio básico de la captura de partículas magnéticas funciona: en el campo magnético propuesto, las partículas pueden recolectarse y guiarse hacia una cámara de reacción.
Su resultado fue una situación de “buenas noticias, malas noticias”.De acuerdo con la propuesta de Fishback, “un campo magnético estático de ‘cambio lento’ podría bombear material interestelar y guiarlo hacia un reactor de fusión.De esta forma, es posible mantener una aceleración constante de la gravedad de la Tierra (1 g) hasta alcanzar una velocidad relativista.Pero ahí es donde empezaron las malas noticias cuando calcularon el tamaño de su embudo.
Para lograr 10 millones de Newtons (N) de propulsión, igual al doble de la propulsión principal.transbordador espacial– El campo magnético debe tener 4000 km (2485 millas) de diámetro.Para empeorar las cosas, se necesitaría una longitud de 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) para capturar adecuadamente el material ISM e inyectarlo en la reacción de fusión de la nave.Esto es igual a la distancia entre el Sol y la Tierra, también conocida como 1 unidad astronómica (1 AU).
Tal hazaña de ingeniería sería posible en una civilización altamente desarrollada, pero aún no está dentro de nuestras capacidades.Además, la propuesta de Bussard se basó en una estimación de densidad ISM que resultó ser inexacta después de aproximadamente una década.Aunque varios reanálisis han revelado que los estatorreactores de fusión con concentraciones más bajas de hidrógeno en ISM pueden ser posibles, este último estudio muestra que los desafíos técnicos están fuera de nuestro alcance.
¿Qué significa esto para los viajes interestelares?Desafortunadamente, no hay mucho que no hayamos sospechado ya.Por ahora, usar propulsión de energía guiada (DEP) para enviar un pequeño velero a la estrella más cercana parece ser la única opción viable.En los próximos años,tiro estrella innovador,proyecto libélula, y otros planean enviar tales naves espaciales a Alpha Centauri y otras estrellas para lograr un vuelo interestelar en nuestra vida.
investiga mientras tantocohete nuclear¡Continúa con resultados prometedores!Este método de propulsión está disponible en forma de propulsión nuclear térmica (NTP) y propulsión nuclear eléctrica (NEP).El primero tiene que ver con el uso de reactores nucleares.Motor nuclear para vehículo cohete(NERVA) – Para calentar combustible de hidrógeno para generar empuje, este último se basa en un reactor nuclear para cargar eléctricamente un gas inerte como:hélice de efecto hall(pero con una mayor densidad de energía).
Se espera que este método sea fundamental para las misiones interplanetarias en un futuro próximo.De hecho, algunas estimaciones sugieren que la propulsión nuclear esMarte en solo 100 días.Al mismo tiempo, organizaciones comoIniciativa para la Investigación Interestelar(i4is),Ícaro interestelar, YSociedad Interplanetaria BritánicaContinúe investigando otros métodos propuestos para el viaje interestelar.
Además de naves espaciales relativistas y propulsión, también están comprometidos con estudios de factibilidad.barco de generación, rayos cósmicos criogénicos yOtra maneraEnviar pasajeros humanos a colonizar otros sistemas solares.Incluso si necesita ajustar sus planes de viaje, ¡el viaje continúa!
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