11 agosto 2011

El sueño de Franklin Chang Díaz: viajar a Marte con su motor de plasma




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Franklin Chang Díaz tiene muy claras cuáles son sus metas actuales. Con gran entusiasmo y esfuerzo, dirige el equipo de Ad Astra Rocket que trabaja en llevar su motor de plasma, el VASIMR, a la Estación Espacial Internacional (ISS) a finales del 2014 para hacer la prueba final de su invento: dispararlo en el espacio. Una vez superada la prueba, tiene esbozado un modelo de negocios con los posibles servicios que su motor podría brindar en órbitas cercanas a la Tierra.

“Ya entonces suponemos que tendríamos en el mercado los motores operando en varias formas: tendríamos un motor operando en viajes robóticos, digamos un vuelo robótico a Marte, alimentado por energía solar; ese mismo motor también se podría usar para mover o reabastecer satélites. Esperamos también tener un motor que estaría empujando la ISS, ya proveyendo un servicio, no una prueba. Ese es como el destino, las metas inmediatas de la compañía”, explica el físico y astronauta costarricense.



Sin embargo, esa no es la meta final de este motor, al menos no es motivación por la cual Chang los esbozó hace más de tres décadas. Su anhelo es usar el motor para llevar al ser humano a Marte. Ese sueño de viajar a Marte sigue vivo. Más que un sueño, es ya un plan esbozado de construir una nave, el Bëkuö (que en bribri significa estrella fugaz) y, en un par de décadas llevar, en solo 39 días, a un grupo de astronautas al Planeta Rojo.

Con la advertencia de que esta no es la meta inmediata de Ad Astra Rocket y de que es imposible saber qué ocurrirá en el futuro, Chang compartió con La Nación sus planes de construir el Bëkuö.

Franklin Chang Díaz junto al motor de plasma VASIMR.


¿Para cuándo ve el motor de plasma operando comercialmente en las órbitas cercanas a la Tierra?

Nosotros lo vemos empezando en el 2015 con estos servicios, no todos a la vez, ir estableciéndolos paulatinamente. Podríamos utilizar las ganancias de uno para financiar el desarrollo del siguiente, así la compañía va aumentando su valor y no tiene que buscar inversiones adicionales si no que tiene sus propios fondos para ir desarrollando internamente su propia tecnología. Estamos hablando entre el año 2015 y 2020. “Bueno, entonces digamos que ya estamos en el año 2020, ya hay un tráfico de operaciones lunares, varios países' ahí ya estoy visualizando un poquito el futuro. Ya hay un tráfico internacional a la Luna, que incluye presencia de otros países como China, India, Japón'”

¿Ahí ya usted está visualizando presencia de bases en la Luna?

Por lo menos una presencia, el término base es un poco más avanzado, pero al menos una presencia aunque sea solo robótica.

¿El retorno a la Luna?

Exacto, que ya los países estén empezando a retornar a la Luna ya para quedarse. No para ir a sembrar, plantar una bandera, sino para quedarse para estudiar la Luna, utilizar el medio de la Luna para desarrollar tecnologías más avanzadas y para empezar a planificar vuelos más allá del ámbito terrestre-lunar. Eso yo lo visualizo para entre los años 2020 y 2025, por ahí anda la cosa.“Ahí estaríamos nosotros, Ad Astra, ya posicionándose, igual que estas otras compañías y países, para utilizar la Luna como un medio de desarrollo tecnológico. Y es ahí donde empezaríamos a desarrollar los motores de 50 megavatios que necesitamos para impulsar una nave tripulada a Marte.”

Bëkuö es un concepto de nave para viajes a Marte ideado por Chang y su compañía Ad Astra Rocket. la energía sería suministrada por cuatro reactores nucleares que alimentarían los cuatro motores VASIMR de 50 MV, que llevarían la nave a Marte en tan solo 39 días.


¿Se necesitaría cuatro de esos motores, verdad?

Sí, se necesitarían cuatro, y eso lo hemos estimado porque consideramos que una nave tripulada a Marte tiene que ser una nave grande porque es un viaje muy largo. Es una nave que muy posiblemente tenga una masa de unas 600 toneladas métricas, que es 1,5 veces la ISS, es una cosa grande.

Bien grande

Pero como usted puede ver, es algo que está dentro de la capacidad del ser humano de hacer, porque ya lo hemos demostrado con la ISS. Está totalmente dentro de la capacidad del ser humano de hoy hacer esa nave de ese tamaño. Esa nave seguramente no va a ser ensamblada ni en la Tierra ni en la Luna. Si no que va a ser ensamblada en uno de los puntos de Lagrange.

¿Cómo? ¿La estarían armando ahí? ¿Van y vienen de la Luna? ¿Cómo haría?

De la Luna o de la Tierra. Esa nave se estaría armando en la misma forma en que se armó la ISS, excepto que va a estar en una órbita diferente, en un lugar que se llama punto de Lagrange, que es donde la gravedad de la Luna y la Tierra se cancelan, un punto intermedio entre la Tierra y la Luna, y es ahí donde muy posiblemente se vayan a ensamblar estos aparatos. Y eso es porque es muy conveniente, es un punto estable, no hay roce atmosférico; entonces, no hay necesidad de mantenerlo en órbita.

¿Se mantiene solo? ¿Como si fueran imanes que se repelen?

Sí, exactamente. Es un lugar intermedio donde la gravedad de la Tierra se cancela con la de la Luna; es decir, la Tierra jala hacia la Tierra, la Luna jala hacia la Luna, pero en ese punto los dos jalan con la misma fuerza y el objeto no se va a ningún lado. Es un punto estable.

Componentes principales del motor de plasma VASIMR.



¿Ese punto, más o menos, a cuánto está de la Tierra?

Creo que es dos terceras partes de la distancia a la Luna. Pero lo importante es que estos puntos se están viendo como puntos estratégicos donde va a haber depósitos de combustible, va a haber gente ahí operando y trabajando como lo hacen hoy en la ISS, va a haber probablemente una pequeña estación con talleres, con instrumentos; seguramente allí va a haber investigación que se va a estar llevando a cabo. Es una estación espacial más, pero más lejana que la actual.

¿Cómo se llegaría a ese punto?

Para llevar gente a esos puntos se van a usar motores convencionales químicos, porque eso hace el transporte más rápido, pero para llevar combustible, llevar carga, llevar equipo, materia prima, todo ese montón de cosas que se necesitan para trabajar se van a usar motores de plasma y la compañía entonces va a estar propiciando esos servicios para alimentar ese sitio.

Y estos motores que van a alimentar esta base, ¿saldrían de la Tierra en un motor químico? ¿Cómo funcionaría?

Sí, muy posiblemente sería similar a los motores que se van a usar para mover satélites. Se lanzarían de la Tierra y luego un pequeño remolcador, que estaría parqueado en una órbita terrestre baja lo tomaría. Nosotros lanzamos con lanzaderas convencionales químicas el paquete a la órbita terrestre baja y los paquetes llevan ya el combustible necesario para llevarlos a la órbita más alta y simplemente el remolcador los agarra, se chupa el combustible y lo usa para subirlo a la órbita alta y luego se regresa, se parquea otra vez para recibir más paquetes.

Según la NASA, un vuelo de VASIMR a Marte tomaría un poco más de tres meses, comparado con los seis a nueve meses que necesita un cohete convencional de propulsión química.


¿Y cómo visualiza la construcción del Bëkuö?

Ahí lo que pasa es que tenemos que empezar a ensamblar el Bëkuö, esa nave muy grande, que va a ser un proyecto internacional, no va a ser solo de EE. UU.; ahí, espero que se van a meter muchos otros países y esperamos que Latinoamérica se meta también. ”Uno de los elementos más importantes de esa nave son los reactores nucleares que se requieren para producir la electricidad necesaria para alimentar los motores VASIMR de 50 megavatios. Serían cuatro reactores, uno para cada motor, y cada uno de ellos tendría que tener una potencia de 50 megavatios. Son reactores no muy grandes, por ejemplo, un reactor convencional terrestre que se usa hoy en día para proveer electricidad a ciudades es de 1.000 a 2.000 megavatios. Estamos hablando de cosas más pequeñas, son reactores similares a los que usan submarinos nucleares.”

Ese sistema enviaría a un transbordador hacia la Luna o Marte en una velocidad ascendente de 55 kilómetros por segundo hasta que los motores son revertidos.



¿Y ya los tienen?

Esos reactores no existen. Es decir, existen reactores de 50 megavatios, pero no son lo suficientemente livianos como para poder usarse en el espacio. Ahí tiene que ocurrir un desarrollo tecnológico en los próximos 10 años que permita producirlos, y puede que ese desarrollo no se dé en EE. UU., que sea China que lo desarrolle o que sea Rusia, o Japón o Alemania. Ese es un ingrediente necesario para desarrollar el motor y nosotros en la compañía no lo estamos desarrollando. Nosotros estamos visualizando que esos reactores van a existir y yo estoy viendo lo que están haciendo los diferentes países en energía nuclear; estoy muy atento a qué va a ocurrir en los próximos 10 o 15 años que pueda tener esa capacidad. Ya hay varios diseños que se han publicado. El plan nuestro es que anticipando la existencia de esos reactores, vamos a producir un motor capaz de utilizar 50 megavatios de energía eléctrica y producir el empuje necesario para llevar esa nave Bëkuö a Marte, en un viaje muy rápido de 39 días.”

El uso de combustible ionizado podría tener el beneficio extra de ayudar a crear un campo magnético alrededor de la nave que sirva de protección contra la radiación.


¿Cuánta gente podría llevar?

Una tripulación de unas siete o diez personas. No es muy grande, pero tampoco pequeña. Lo otro es que esos motores van a tener que ser probados en la Luna. Por eso es que nuestra compañía tiene el hito de, probablemente en el año 2020 o 2025, tener un laboratorio de pruebas de propulsión de plasma en la Luna, para probar esos motores. ”Ahora, para probar esos motores en la Luna, no necesitamos los reactores nucleares; podríamos utilizar grandes paneles solares, que cubrirían un gran territorio de la Luna, para generar los 50 megavatios de electricidad. También puede ser que ya exista la tecnología nuclear que nos permita tener un reactor nuclear en la Luna que nos produzca los 50 megavatios de electricidad que necesitamos para probar el motor.”Lo importante es que este motor tiene que ser probado no en impulsos, sino que tiene que ser encendido y dejarlo encendido por lo menos el doble de lo que duraría el vuelo a Marte. La Luna es el único lugar donde se puede hacer porque tiene un vacío infinito donde se puede hacer la prueba.”

”En el laboratorio pensamos en que sería una bóveda en la Luna donde meteríamos el motor y lo dejaríamos funcionando. Una vez que tengamos esta tecnología establecida, me imagino que los vuelos a Marte serían bastante sencillos y no pararíamos en Marte, empezaríamos a pensar en vuelos más lejanos: ir a visitar las lunas de Saturno, las lunas de Júpiter. Destinos quizás más interesantes que Marte y, en ese sentido, habremos abierto el sistema solar completo a la exploración humana. Esa es la visión de la compañía: poder abrir el sistema solar a la exploración humana.”

Fuente: La Nación


Franklin Chang Díaz.


Quantum opina:

VASIMR es el motor de plasma ideado por Franklin Chang para hacer viajes espaciales de forma más rápida. En el laboratorio de Ad Astra Rocket en Texas el motor ya funcionó a su máxima potencia de 200 kilovatios y ahora construyen el motor que se probará en la ISS en el 2014.Funciona utilizando una fuente de energía eléctrica de gran magnitud (tal como la energía nuclear) y luego usando hidrógeno como propulsor. El hidrógeno existe en abundancia en nuestro Sistema Solar, y podría permitir que una nave espacial de energía VASIMR, pudiera lanzarse con el combustible suficiente para llegar a su destino. Luego, acumularía allí más hidrógeno como propulsor para el viaje de regreso. Según la NASA, un vuelo de VASIMR a Marte tomaría un poco más de tres meses, comparado con los seis a nueve meses que necesita un cohete convencional de propulsión química. Los viajes de corta duración reducen el tiempo que los astronautas permanecen en ambientes de gravedad reducida y disminuyen su exposición a la radiación espacial.

Bëkuö es un concepto de nave para viajes a Marte ideado por Chang y su compañía Ad Astra Rocket. El vehículo de unas 600 toneladas funciona con 200 megavatios de energía eléctrica, la cantidad de energía que es capaz de producir la planta térmica de Garabito. En el caso del Bëkuö, la energía sería suministrada por cuatro reactores nucleares que alimentarían los cuatro motores VASIMR de 50 MV, que llevarían la nave a Marte en tan solo 39 días. El plasma de los motores se fabricaría a partir de hidrógeno líquido, almacenado en tanques en torno a la nave para que además sirva a la tripulación como escudo contra la radiación cósmica. El nombre de la nave viene del bribri, en honor a los indígenas americanos, los primeros astrónomos de nuestro continente.

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