Nueva tecnología para viajes espaciales

Lista primera etapa del motor de plasma de Chang

 La parte de la máquina a cargo de producir plasma ya está lista y probada

 Chang espera hacer disparo de prueba del prototipo antes de junio

Los laboratorios de la compañía Ad Astra Rocket –en Liberia, Guanacaste, y Houston, Texas– trabajan sin cesar para cumplir su próxima meta: armar un prototipo del motor de plasma, con la misma potencia que el que se planea probar en la Estación Espacial Internacional en el 2010.

La primera etapa de ese prototipo, llamado VX-200, ya está lista y probada, informó el lunes el astronauta y director de Ad Astra Rocket, Franklin Chang Díaz, en una entrevista telefónica con La Nación.

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Se trata de la parte de la máquina donde se produce el plasma, una sopa de iones a más de 50.000° Celsius que sirve de propulsor para el motor que diseñó Chang para volar a Marte y más allá.

La segunda etapa se iniciará a armar antes de finalizar mayo, cuando los magnetos superconductores –otro de los componentes del motor– estén listos.

Un retraso en la elaboración de ese componente, a cargo de la empresa inglesa Scientific Magnetics, es la razón por la que la prueba del VX-200 dentro de una gran cámara de vacío que simule las condiciones del espacio exterior, programada para enero pasado, fue pospuesta hasta junio.

“Queremos darle a la empresa en Inglaterra suficiente tiempo para que no se apresuren, hay mucho riesgo en la construcción del magneto porque es algo que nunca se ha construido”, explicó Chang Díaz.

Fuente de plasma. La espera de los magnetos no es tiempo perdido para Ad Astra Rocket. El equipo de Chang, tanto en Costa Rica como en Estados Unidos, ha continuado preparándose en otras áreas y adelantando otros subsistemas del motor como el suministro de plasma, el flujo de gases, el controlador, la cámara de vacío y la antena de radiofrecuencia.

El motor de plasma, llamado VASIMR (cohete magnetoplasmático de impulso específico variable) funciona de forma similar a un cohete químico tradicional, donde, con ayuda de un combustible encendido, se crea una explosión que viaja por la tubería del cohete y produce la aceleración que hace que se desplace.

La novedad del VASIMR es que en lugar de combustibles químicos –que son caros y pesados– el motor utiliza el plasma, el cuarto estado de la materia, para impulsarse. Es una alternativa más barata y liviana por lo que permitiría realizar viajes lejanos, como a Marte.

Así, el motor diseñado por Chang es una máquina que transforma un gas –el argón– en plasma (primera etapa) y luego lo acelera para generar la propulsión (segunda etapa).

Para transformar el argón en plasma, el gas debe ser calentado muchísimo hasta el punto que cada una de sus moléculas pierda un electrón y se forme la deseada sopa de iones a más de 50.000° Celsius.

Ese calentamiento del gas se logra con la ayuda de una antena de radiofrecuencia de 50 kilowatts. Dicha antena, fabricada por la empresa canadiense Nautel, a través de una colaboración de la Agencia Espacial Canadiense , ya fue probada y funciona, dijo Chang.

El sistema de flujo de gases, que controla la liberación del argón en la cantidad y velocidad precisa también está listo y ya fue probado. “Instalamos el sistema en una banca, y lo hicimos funcionar inyectando gas a la cámara de vacío, para asegurarnos que podíamos medir y que en efecto el sistema estaba el gas en la razón correcta. Ya hemos determinado que el sistema está funcionando bien”, explicó Chang.

Ese sistema de flujo de gases fue probado unido al controlador, “el cerebro del motor”, una caja de aluminio anodizado que fue construida, en parte, por el equipo de Ad Astra Rocket en Liberia.

Además, el tubo que suministra el plasma en esta primera etapa del motor, también ya está construido y probado. Hecho de nitruro de silicio, una cerámica ultradura, el tubo ya está integrado con otros componentes del motor, agregó el astronauta.

Envasado y acelerado. Una de las dificultades de VASIMR es justamente el plasma que, al ser tan caliente, no existe ningún material que lo pueda sostener.

Aquí es cuando entran en acción los magnetos superconductores. Dicho componente del motor está diseñado para formar un campo magnético que sirve de recipiente para el plasma.

En modelos anteriores del VASIMR –de 50 y 100 kilowatts– el principio de envasar en un campo magnético el plasma fue probado con magnetos convencionales; es hasta este modelo que se va a integrar al prototipo los magnetos superconductores que funcionan a muy baja temperatura.

Justamente en ese detalle entra el otro reto del equipo: diseñar un sistema de administración del calor que permita que esos magnetos superfríos funcionen al lado del plasma supercaliente. Es un desafío en el que trabaja específicamente el equipo tico.

“El siguiente hito es poder conseguir el disparo de plasma –aunque sea solo en la primera etapa– integrado con el superconductor, eso es lo que no se ha probado todavía”, explicó Chang.

El científico agregó que para junio ya se estarán haciendo esos primeros disparos del VX-200 dentro de la gran cámara de vacío en su laboratorio en Houston, Texas. Empezarán con poca potencia, pero antes de finalizar el año ya se habrá probado el motor a toda su capacidad y, si funciona como previsto, se iniciará la construcción del motor que viajará en el espacio en el 2010.