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Motor de Franklin Chang vence prueba final de potencia antes de ir al espacio

Aparato a base de plasma acumula 75 horas de operación sin pausa operando al tope de su capacidad en examen final antes de probarlo fuera de la Tierra

El motor de plasma del científico costarricense Franklin Chang-Díaz superó este miércoles una prueba de esfuerzo de larga duración al operar sin pausa más de 75 horas y al tope de potencia.

El hito, indicó el investigador, es el paso previo antes de probarlo en el espacio.

Chang-Díaz confirmó a La Nación, desde Houston (Texas, Estados Unidos) que la prueba supone un hecho histórico para su empresa Ad Astra Rocket y para Costa Rica pues se trata de un avance “fundamental” en el desarrollo de tecnología para naves espaciales eléctricas de alta potencia y bajo consumo de combustible.

Los cohetes eléctricos para vuelos en el espacio exterior se consideran de alta potencia cuando operan a más de 50 kilovatios (kW) en motores de propulsión. El prototipo del científico costarricense funciona hace tres días a 80 kW.

Las pruebas están en curso en las instalaciones de investigación de Ad Astra Rocket, en Texas, con la idea de que el motor VASIMR complete las 100 horas de encendido este viernes cuando será apagado una vez lograda esa marca.

El artefacto es único: conserva la alta potencia de un cohete de propulsión química, pero con una eficiencia energética 10 veces superior a aquellos.

La prueba ahora lo postula como candidato para distintas aplicaciones, entre ellas, traslado de cargas comerciales al espacio y misiones de reabastecimiento, pero, también, como hace años lo añora el tico, desplazamientos a Marte.

“Esto es algo súper importante para nosotros. Es un hito que perseguimos hace varios años y ha sido bastante elusivo.

“Hemos tenido que hacer muchos ajustes y cambios y aprendido mucho en el proceso de desarrollar la tecnología al punto de lograr sostener esta administración del calor en esta prueba”, declaró el presidente y director ejecutivo de Ad Astra.

El exastronauta explicó que el tema del manejo del calor es un aspecto crítico en donde han conseguido buenos resultados en este examen de esfuerzo.

“Tenemos 75 horas ya después de empezar el lunes. El motor ha estado encendido día y noche con una cuadrilla de científicos trabajando las 24 horas desde entonces, en turnos de monitoreo continuo. El motor funciona muy bien”, expresó con satisfacción.

Conseguir esos tres días de control térmico óptimo, agregó, implica una hazaña para este desarrollo pues impone que todas las temperaturas de cada componente crítico del motor han sido exitosamente controladas por el sistema de gestión térmica del Motor de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable (VASIMR, por sus siglas en inglés).

“Este hito es como una especie de examen final de graduación, pues estamos en transición en el desarrollo tecnológico. Hemos conseguido superar el nivel previo a llevar el motor al espacio para probarlo allí. Con esto nos graduamos en este tema. Ahora vamos a un proceso que requiere más fondos, pero no es la parte más difícil”, expresó.

Como la prueba en Tierra se ha superado, ahora debe llevarse al espacio exterior para su último examen dando impulso a una nave allí, pues requiere del vacío de ese ambiente para funcionar.

Combustible de plasma

VASIMR funciona con plasma, el cual es el cuarto estado de la materia después del sólido, líquido y gaseoso.

El plasma en VASIMR se produce al separar el electrón del núcleo de un átomo de deuterio (hidrógeno pesado). Para lograr dicha separación se requiere una suerte de “microondas” gigantesco que es el motor.

Una vez separadas, las partículas de los átomos de deuterio adquieren tal energía que su temperatura se eleva en millones de grados centígrados, las cuales son controladas por olas de radio frecuencia.

En forma literal, las altísimas temperaturas en el núcleo del motor se controlan mediante poderosos campos electromagnéticos que a su vez brindan aislamiento en la cámara del motor, lo cual evita que las partículas atómicas separadas quemen otros componentes.

El campo electromagnético también acelera, a tremendas velocidades, tanto los electrones como el núcleo (protón y neutrón) del deuterio en una misma dirección. Esto crea el impulso del cohete cuando el torrente de energía sale por la corneta del motor.

El caso es que toda esa energía y empuje requiere un gasto de combustible muy bajo.

Es por esto que, en condiciones ideales, su motor podría llevar una nave de la Tierra a Marte en un plazo de 39 días a base de plasma en vez de combustible para impulsarlo en el espacio.

Juan Fernando Lara Salas

Juan Fernando Lara S.

Redactor en la sección Sociedad y Servicios. Periodista graduado en la Universidad de Costa Rica. Ganó el premio Redactor del año de La Nación (2012). Escribe sobre servicios públicos, infraestructura, energía y telecomunicaciones.