Cuando pensamos en una nave espacial, a menudo imaginamos un vehículo con una serie de toberas en la parte trasera como las de un avión a reacción. La realidad, sin embargo, es un poco diferente y es muy probable que el día que por fin viajemos hacia otras estrellas lo hagamos con otra tecnología.

Los motores de cohete impulsados por combustible l√≠quido son una tecnolog√≠a que est√° cerca de cumplir los 100 a√Īos (El primer lanzamiento de un artefacto as√≠ se lo debemos al f√≠sico estadounidense Robert Goddard en 1926). Sin embargo, a√ļn hoy siguen siendo el principal m√©todo para llegar hasta el espacio y uno de los m√°s r√°pidos para desplazarnos por √©l en distancias cortas.

El problema de los cohetes impulsados por combustible qu√≠mico es que la nave tiene que transportar ese combustible, y eso a√Īade peso. Al final, el delicado equilibrio entre impulso y masa hace que sea necesaria una alternativa m√°s eficiente si queremos ser capaces no solo de salir del Sistema Solar, sino de explorar este con unos tiempos de viaje que no se dilaten durante a√Īos.

En los √ļltimos 100 a√Īos los cient√≠ficos no han estado cruzados de brazos. Diferentes f√≠sicos, qu√≠micos e ingenieros a lo largo y ancho del globo han tratado de desarrollar una alternativa a los propulsores tradicionales. Algunas de esas alternativas ya operan con la suficiente efectividad como para impulsar naves reales en el espacio. Otras llevan camino de hacerse realidad pero a√ļn les queda alg√ļn problema por solventar. Las m√°s atrevidas, por √ļltimo, a√ļn se debaten en el plano te√≥rico.

Concepto artístico de un cohete propulsado por fusión nuclear
Ilustración: Pancotti (CC BY-SA 3.0)

Advertisement

Todas ellas, sin embargo, son absolutamente fascinantes. A continuación os ofrecemos un repaso a los principales sistemas de propulsión que la humanidad ha sido capaz de idear. Abarcarlos absolutamente todos excede el propósito de este post, que es tener una visión general, así que os invitamos a hablar de otros sistemas de propulsión en los comentarios si creéis que son importantes y los hemos omitido.

PRIMERA PARTE: PROPULSORES REALES

Todos los motores de este apartado se han construido, probado y han demostrado que funcionan en el espacio. Todos ellos, sin embargo tienen diferentes limitaciones técnicas que los hacen inviables para impulsar una nave interestelar, al menos por ahora. Algunos generan demasiado poco impulso. Otros sí que lo hacen, pero consumen demasiado combustible.

Propulsores químicos (motores cohete)

Los motores cohete son aquellos que generan empuje a partir de la liberaci√≥n de gases producidos en una c√°mara de combusti√≥n. Suena r√ļstico, pero tienen el m√©rito de haber impulsado los momentos m√°s √©picos de la carrera espacial en los √ļltimos a√Īos, desde las misiones Apolo a los cohetes reutilizables de Elon Musk.

Primer test del motor de combustión Raptor que propulsará la nave de SpaceX con destino a Marte.
Foto: SpaceX (Dominio P√ļblico)

Para generar ese empuje, los propulsores qu√≠micos suelen confiar en una mezcla de diferentes sustancias. Los c√≥cteles m√°s comunes emplean ox√≠geno e hidr√≥geno, ox√≠geno y queroseno, o tetr√≥xido de dinitr√≥geno e hidrazina. Todos ellos tienen la ventaja de generar empujes y velocidades de escape muy elevadas. No en vano son el √ļnico medio conocido de alcanzar la velocidad necesaria para escapar a la gravedad terrestre y llegar al espacio. Tambi√©n tienen la ventaja de que funcionan en vac√≠o y no contaminan. Lo que sale de su escape es, en su mayor parte, vapor de agua sobrecalentado.

El problema de los propulsores qu√≠micos es que necesitan grandes cantidades de combustible. Las agencias espaciales parchean este problema mediante tanques presurizados. En los √ļltimos a√Īos tambi√©n est√°n estudiando sistemas para generar combustible disociando materiales que podemos encontrar por el camino. En Marte, por ejemplo, ser√≠a posible generar ox√≠geno e hidr√≥geno a partir del agua para repostar la nave en su viaje de vuelta. Como soluci√≥n para Marte est√° bi√©n, pero es muy poco efectiva en viajes m√°s largos.

Advertisement

Propulsores de iones

Los motores de iones se est√°n convirtiendo en una buena alternativa para las misiones protagonizadas por sondas espaciales de tama√Īo medio por su ventaja carga-masa frente a los combustibles qu√≠micos tradicionales.

El principio por el que funcionan los propulsores de iones se lo debemos al f√≠sico Hermann Oberth en 1929, pero los primeros prototipos no llegaron hasta los a√Īos 60. Desde entonces, las agencias espaciales han refinado bastante este sistema de propulsi√≥n y han dotado con √©l a sondas como la Deep Space 1, la Hayabusa o la Dawn. El propulsor de iones m√°s moderno de su categor√≠a en la actualidad es el X3 de la NASA.

El propulsor de iones X3 de la NASA.
Foto: NASA

El X3 es un propulsor de iones de efecto Hall. Lo que hace es emplear electricidad para crear campos magn√©ticos con los que ionizar peque√Īas cantidades de gases como el Xenon. Los iones que salen despedidos de ese proceso son lo que genera el impulso. Se trata de un propulsor que necesita cantidades de combustible mucho m√°s peque√Īas, pero tambi√©n es mucho menos potente que los motores cohete con c√°mara de combusti√≥n. En otras palabras, su ventaja es la eficiencia energ√©tica, pero se quedan muy cortos en aceleraci√≥n. A menos que encontremos una manera de hacerlo mas grande y potente no nos servir√° para viajes interestelares.

Motores de plasma (Motor VASIMIR)

El motor VASIMR naci√≥ de la imaginaci√≥n del ex-astronauta de la NASA Franklin Chang Diaz en 1979. Su dise√Īo ha pasado por el MIT y por la NASA, pero actualmente el peso de su desarrollo lo lleva la empresa privada Ad Astra en colaboraci√≥n con varias agencias espaciales y centros de investigaci√≥n.

Advertisement

¬ŅEn qu√© consiste el motor VASIMIR? Sus siglas corresponden a motor de magnetoplasma de impulso espec√≠fico variable. Resumido en pocas palabras, es una versi√≥n en esteroides de los motores de iones. En lugar de expulsar iones para generar impulso, el motor VASIMIR emplea sustancias reactivas para generar plasma. Eso genera much√≠simo m√°s impulso, tanto como para alcanzar Marte en solo 39 d√≠as.

El proyecto no está exento de problemas. El propulsor de plasma no es suficiente para proporcionar la velocidad de escape necesaria para abandonar la órbita terrestre y solo funciona en vacío. En otras palabras, es un motor puramente espacial. Además, la cantidad de electricidad necesaria para ponerlo en marcha es tan alta que básicamente necesita de su propio reactor nuclear.

El proyecto de Ad Astra se ha enfrentado a continuos problemas y retrasos, En 2017 la NASA iba a probar un prototipo del propulsor a bordo de la ISS, pero finalmente lo cancel√≥. En la actualidad la compa√Ī√≠a sigue trabajando en una versi√≥n v√°lida del propulsor apodada VX-200SS.

Velas solares

Las velas solares se cuelan por los pelos en la lista de propulsores reales que han visitado el espacio, y todo gracias a la misión IKAROS. En 2010, la agencia espacial japonesa probó por primera vez en el espacio un concepto intrigante de cara a los viajes espaciales: velas solares.

Imagen conceptual de la sonda IKAROS acerc√°ndose a Venus
Ilustración: Andrzej Mirecki (CC BY-SA 3.0)

En mayo de ese a√Īo, la sonda espacial IKAROS despleg√≥ sus velas solares de 20 metros de lado y se encamin√≥ hacia Venus. Lleg√≥ en octubre de ese mismo a√Īo, demostrando la viabilidad de un sistema h√≠brido de velas solares y motores ic√≥nicos.

Advertisement

El principio por el que funcionan las velas solares es que, aunque las partículas de radiación solar no tienen masa, si que tienen momento, y esa magnitud ejerce la suficiente presión como para interactuar con la materia y generar un impulso leve, pero acumulable en el vacío del espacio.

En junio de 2015, la Interplanetary Society hizo realidad un concepto propuesto por Carl Sagan y lanz√≥ al espacio la Lightsail, un peque√Īo prototipo impulsado por unas velas solares de 32 metros. Hasta la NASA investiga este sistema de propulsi√≥n con proyectos como HERTS, una nave de 500 kilos dotada de una estructura desplegable de cables de 20 kil√≥metros que la impulsan aprovechando el viento solar. De momento, es solo un concepto.

SEGUNDA PARTE: PROPULSORES EN DESARROLLO

Algunos de los propulsores de esta categor√≠a han llegado a construirse de alguna manera, pero nunca han llegado al espacio. Se trata de prototipos en diferentes etapas de desarrollo cuya validez a√ļn est√° siendo debatida.

Velas l√°ser

El problema de las velas solares es que la radiaci√≥n de las estrellas se hace muy tenue a medida que nos alejamos de ellas. Sabiendo que la luz proporciona momento, y que este momento genera un impulso si la vela es lo bastante grande, el director del departamento de estudios de propulsi√≥n avanzada de la NASA, Robert Frisbee propuso una interesante idea en el a√Īo 2000: velas l√°ser.

Advertisement

El concepto de Frisbee era usar velas solares bombardeadas mediante l√°ser para mantener la aceleraci√≥n constante. Lo bueno de este sistema es que el √ļnico l√≠mite a la velocidad es el de la luz. Seg√ļn sus c√°lculos, una nave equipada con estas velas podr√≠a alcanzar el 50% de la velocidad luz en menos de 10 a√Īos. El viaje hasta nuestro sistema vecino Alpha Centaury durar√≠a solo unos 12 a√Īos.

¬ŅEl problema? En realidad hay varios. El primero es que las velas de la nave deber√≠an medir 320km de di√°metro. El segundo es que para que el propulsor sea efectivo, los l√°ser con los que bombardeemos la vela deber√≠an tener una potencia combinada de 17.000 teravatios. Eso equivale a todo el consumo el√©ctrico mundial en un solo d√≠a.

Finalmente está el asunto de la fricción. Aunque el medio interestelar tiene poca materia, tiene la suficiente como para que un objeto viajando a velocidades tan levadas sufra una fricción significativa. Las velas deberían estar hechas de un material increíblemente resistente o se fundirán antes de que termine el viaje.

Motores cohete termonucleares

Los motores cohete tradicionales conf√≠an en la combusti√≥n generada por reacciones qu√≠micas, pero la potencia de esa reacci√≥n tiene sus l√≠mites. ¬ŅY si cambiamos el propelente qu√≠mico por otra cosa que genere mucho calor como, digamos, un reactor nuclear? Esa idea comenz√≥ a desarrollarse en 1970 de la mano del proyecto NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) de la NASA.

Montaje de uno de los primeros prototipos de cohete nuclear en los laboratorios de la NASA en Jackass Flats, Nevada. 1967.
Foto: AEC-NASA (Dominio P√ļblico)

NERVA y sus proyectos relacionados llegaron a construir cohetes nucleares funcionales, pero nunca llegaron al espacio. La tecnología era costosa y había muchas presiones mediomabientales. La negativa de Nixon de seguir adelante con el plan de llegar a Marte acabó por enterrar definitivamente el proyecto.

Advertisement

Aunque los cohetes nucleares nunca llegaron a despegar, lo cierto es que tenían sus ventajas. El modelo más potente desarrollado en Estados Unidos podía alcanzar Marte en solo 90 días. Recientemente, la agencia espacial rusa Roscosmos asegura estar ultimando un propulsor nuclear capaz de llegar al planeta rojo en 45 días. De momento no ha presentado más que conceptos

Propulsor de fusión nuclear magnético inercial

En el proyecto NERVA, el reactor nuclear solo es un medio de generar calor para quemar combustible tradicional. En otras palabras, el proceso es mitad nuclear y mitad qu√≠mico. Recientemente, cient√≠ficos de la NASA y la Universidad de Washington dise√Īaron un propulsor nuclear de impulso directo.

La idea es similar a la de los motores de iones, pero utilizando burbujas de plasma compuestas de deuterio, tritio, e isótopos pesados de hidrógeno. Estas burbujas son inyectadas en una cámara donde un potente campo magnético colapsa varios anillos de metal que hacen que la burbuja llegue a su punto de fusión. La energía generada en ese proceso es obligada a escapar por una tobera que es la que impulsa el motor y la nave que vaya sujeta a él. La nave necesitaría también una fuente de energía adicional para iniciar la reacción, pero bastaría con paneles solares. De momento no es más que un concepto, pero probablemente es el propulsor nuclear más eficiente y realista de los planteados hasta ahora.

Propulsor de cavidad resonante RF (EmDrive)

El EmDrive lleva a√Īos haciendo titulares en los medios de comunicaci√≥n y se ha ganado el apelativo de el motor imposible. La raz√≥n de tanto alboroto es que durante d√©cadas se ha constatado que el motor genera un leve impulso en diferentes experimentos llevados a cabo por cient√≠ficos muy competentes, pero ninguno de ellos hab√≠a podido averiguar de d√≥nde procede ese impulso.

El EmDrive es una paradoja. El motor ideado por el ingeniero brit√°nico Roger Shawyer en 2006 no quema ning√ļn tipo de combustible convencional para generar impulso. Por no tener, ni tiene partes m√≥viles. Supuestamente transforma electricidad en impulso moviendo microondas dentro de una c√°mara con forma de cono truncado. Si suena ex√≥tico es porque lo es hasta el punto de contradecir las leyes actuales de la f√≠sica, concretamente la ley de conservaci√≥n del movimiento formulada por Newton.

Advertisement

En mayo de 2008, un equipo de investigadores de la Universidad de Dresde dio por fin con la clave que podr√≠a explicar el impulso generado por el EmDrive, y es que... no funciona. El impulso registrado es un error de medici√≥n producido por el campo magn√©tico terrestre. De momento las pruebas contin√ļan, pero hasta la fecha no se han encontrado indicios que hagan recuperar la esperanza en el EmDrive. Todo indica que el motor imposible ha muerto sencillamente porque hac√≠a honor a su apelativo.

TERCERA PARTE: PROPULSORES TE√ďRICOS

Nos internamos en territorio de la ciencia ficción. Ninguno de estos motores ha llegado a construirse jamás, aunque hay diversos estudios científicos que apuntan a que podrían funcionar. En algunos casos ni siquiera se sabe eso con certeza. Son solo un concepto científico que podría llegar a hacerse realidad, pero sencillamente nuestra ciencia no ha avanzado lo suficiente, o nadie está tan loco como para invertir en algo así... todavía.

Propulsor nuclear de pulsos (Proyecto Orión)

¬ŅY qu√© tal si hacemos explotar una bomba nuclear en el espacio para que la onda expansiva nos impulse a toda velocidad? La idea suena peregrina a m√°s no poder, pero es exactamente lo que la agencia militar estadounidense DARPA se puso a investigar por sugerencia del f√≠sico Stanislav Ulam (S√≠, el mismo Ulam que ide√≥ el proceso Teller-Ulam de las bombas termonucleares).

Concepto artístico con la versión más básica del Proyecto Orion, una nave de 6.000 toneladas impulsada por explosiones nucleares.
Ilustraci√≥n: NASA (Dominio P√ļblico)

El proyecto recibi√≥ el nombre en clave de Ori√≥n y comenz√≥ a dise√Īarse en los laboratorios de General Atomics (la misma compa√Ī√≠a creadora del actual drone militar Predator) en 1950.

El propulsor del proyecto Ori√≥n consist√≠a en un sistema capaz de insertar peque√Īos artefactos nucleares en una c√°mara blindada con una √ļnica salida dirigida hacia una gruesa placa de acero unida a una serie de amortiguadores para proteger la parte tripulada de la nave. El empuje de semejante sistema se calculaba en millones de toneladas y permit√≠a, en teor√≠a, mover una nave de miles de toneladas hasta la √≥rbita de Marte en solo cuatro semanas en lugar de los 12 meses que se tarda con propulsi√≥n qu√≠mica convencional.

Advertisement

Los trabajos alrededor del proyecto se extendieron hasta 1965, y se cancel√≥ no porque se pensara que era inviable, sino porque el tratado de prohibici√≥n parcial de ensayos nucleares de ese a√Īo prohibi√≥ la detonaci√≥n de artefactos nucleares en el espacio. De todas maneras, se tem√≠a que las explosiones del propulsor contra la magnetosfera terrestre provocaran una lluvia radioactiva capaz de producir muertes en las zonas sobre las que cayera.

Propulsor nuclear por confinamiento inercial (Proyecto Daedalus)

La idea de un propulsor nuclear de fusi√≥n se retom√≥ en los a√Īos 70 cuando la Sociedad Interplanetaria Brit√°nica decidi√≥ dise√Īar un plan para alcanzar una estrella cercana mediante una nave no tripulada en un plazo m√°ximo de 50 a√Īos. Hab√≠a nacido el Proyecto Daedalus.

La Daedalus, comparada con el cohete Saturn V
Imagen: Adrian Mann / Bisbos.com - Illustration & Design

El objetivo de los cient√≠ficos era llegar a la estrella de Barnard, a 5,9 a√Īos luz. Los requerimientos de semejante viaje cristalizaron en la Daedalus, una sonda interestelar de 54.000 toneladas (20 veces el tama√Īo del cohete Saturno V) y capaz de llevar 500 toneladas de equipo de investigaci√≥n. Todas las funciones de la Daedalus estaban automatizadas y guiadas por computadora. Sus creadores hab√≠an previsto alg√ļn tipo de sistema semiinteligente (algo muy parecido a la IA actual, pero que no exist√≠a en aquella √©poca) para dirigir la nave. Una peque√Īa tripulaci√≥n de robots dirigidos por el ordenador central se encargar√≠a de velar por la integridad de la nave y realizar las misiones cient√≠ficas a su llegada a Barnard.

El propulsor de semejante proyecto era un cohete de fusi√≥n nuclear por confinamiento inercial (ICF, por sus siglas en ingl√©s). La idea, simplificada al extremo, no es muy diferente de la de un motor de iones, pero llevada al plano nuclear. Se trata de introducir peque√Īas bolas de combustible nuclear (deuterio de litio) en una peque√Īa c√°mara de confinamiento magn√©tico donde reciben el imapcto de alguna forma de energ√≠a como rayos l√°ser o bombardeo de electrones. Esa energ√≠a provoca que el combustible nuclear se comprima y entre en fusi√≥n. La c√°mara de confinamiento del propulsor se encarga de dirigir el plasma de esa fusi√≥n hacia la salida para generar elk empuje. Con este sistema, la Sociedad Interplanetaria Brit√°nica esperaba poder alcanzar una velocidad del 16% de la de la luz y llegar a Barnard en solo 40 a√Īos.

La sonda Daedalus arranca motores.
Imagen: Adrian Mann / Bisbos.com - Illustration & Design

Advertisement

La Daedalus se dise√Ī√≥ entre 1973 y 1979, pero nunca lleg√≥ a pasar del plano te√≥rico porque crear un sistema de confinamiento inercial de fusi√≥n lo bastante potente est√° m√°s all√° de nuestras capacidades t√©cnicas. Adem√°s hab√≠a dudas de que la fusi√≥n del propulsor fuera suficiente para dar energ√≠a tambi√©n a los sistemas de la nave como hab√≠an previsto sus creadores.

Proyecto Medusa y Proyecto Longshot

En los a√Īos 80 nacieron dos proyectos que retomaban los conceptos de la Ori√≥n y la Daedalus y los mejoraban. El primero se llamaba Medusa, y daba la vuelta literalmente a la idea del proyecto Ori√≥n. En lugar de detonar un artefacto nuclear en la parte de atr√°s de la nave, Medusa propon√≠a detonarlo tras una gigantesca vela sujeta mediante cables a una nave. El esquema se entiende perfectamente en este v√≠deo creado por Nick Stevens.

Medusa tenía la ventaja de ser una aproximación mucho más liviana y eficiente que Orión a la idea de propulsión nuclear pulsada. Los cables eran más eficaces que los amortiguadores y la vela podía absorber muchísimo más impulso que la placa de la Orión. Entre sus inconvenientes había uno complejo, y es que la nave sujeta a la vela tenía que atravesar los restos de una explosión nuclear por lo que necesitaba un escudo contra la radiación realmente sólido.

Proyecto Longshot fue un dise√Īo propuesto por la NASA a finales de los 80. En esencia, era una versi√≥n refinada y m√°s realista de la Daedalus. Como el sistema ICF no era suficiente para alimentar los sistemas el√©ctricos de la nave, los ingenieros del proyecto a√Īadieron un segundo reactor nuclear convencional de 300 kW. El problema era que el peso de ese componente reduc√≠a la efectividad del sistema. En cualquier caso el dise√Īo era capaz de llegar a la estrella de Barnard en alrededor de 100 a√Īos al 4,5% de la velocidad de la luz.

Propulsor de fusión nuclear continua

Los cohetes nucleares que Rusia y Estados Unidos han desarrollado hasta ahora se basan en reactores de fisi√≥n como los que alimentan las centrales nucleares en tierra, pero ¬Ņy si logr√°ramos crear un motor de fusi√≥n continua?

Advertisement

GIF: Science Magazine (YouTube)

La tecnología es la misma que la ciencia está investigando para el desarrollo de centrales nucleares basadas en fusión. Es, literalmente, la misma energía que hay en las estrellas. Consiste en una cámara aislada magnéticamente en la que se calienta un combustible (helio) hasta liberar reacciones de fusión nuclear y generar una nube de plasma a millones de grados.

Si logramos dominar esta tecnolog√≠a, dispondr√≠amos de una fuente de energ√≠a limpia y pr√°cticamente inagotable. Actualmente hay varios dise√Īos en pleno desarrollo (Reactores Tokamak en Francia y China, y de tipo Stellarator en Alemania) pero ninguno de ellos ha alcanzado un punto de equilibrio entre la energ√≠a que necesita para mantener el plasma incandescente y la que genera. Su aplicaci√≥n como propulsor es incierta hasta que no se resuelva su uso como generador de energ√≠a.

Bussard Ramjet

Los ramjet o estatorreactores son un tipo de propulsores a reacción experimentales que carecen de compresor o turbina. Lo que hacen es absorber, comprimir y calentar el aire por efecto de la presión dinámica. Para funcionar, eso sí, hay que acelerarlos mediante un motor convencional porque lo que los hace funcionar es la velocidad.

En el espacio no ser√≠a posible usar un ramjet porque no hay aire ¬Ņverdad? En realidad eso no es del todo cierto. El vac√≠o del espacio no est√° completamente vac√≠o. En el medio interestelar hay cierta cantidad de hidr√≥geno, y ese hidr√≥geno fue lo que le dio la idea al f√≠sico estadounidense Robert W. Bussard para idear el Bussard Ramjet.

Advertisement

Ilustración de una nave propulsada por un estatorreactor de Bussard.
Ilustraci√≥n: NASA (Dominio P√ļblico)

El estatoreactor Bussard es muy célebre porque aparece en numerosas novelas de ciencia-ficción y hasta se menciona en Star Trek. El concepto de Buzzard consistía en una nave con una especie de paraguas en la parte delantera. Ese paraguas sirve para recolectar los átomos de hidrógeno que después se convierte en combustible nuclear para un propulsor de fusión no muy diferente del de la Daedalus.

El problema del Bussard Ramjet es que en el espacio hay tan poco hidr√≥geno que se calcula que el paraguas deber√≠a ser del tama√Īo de un planeta enano (miles de kil√≥metros de di√°metro). Recientes c√°lculos hechos por el ingeniero aeroespacial Robert Zubrin tambi√©n apuntan a que incluso con la poca materia que hay en el espacio, la resistencia de las part√≠culas contra un paraguas de semejante tama√Īo anular√≠an el impulso del motor de fusi√≥n.

Con el tiempo, distintos cient√≠ficos han propuesto soluciones al Bussard Ramjet. La m√°s ingeniosa es ionizar los √°tomos de hidr√≥geno y utiizar una rejilla magn√©tica para atraerlos sin oponer tanta resistencia. Con ese dise√Īo, el paraguas recolector podr√≠a ser m√°s peque√Īo, pero el concepto general de la nave sigue siendo m√°s ciencia ficci√≥n que otra cosa.

Propulsor de antimateria

De media, la fusión nuclear convierte el 1% de su masa en impulso. Es el segundo sistema más eficiente de los que conocemos. El primero es una sustancia tan rara que todavía no hemos logrado fabricarla en cantidad suficiente: la antimateria.

Concepto artístico de una nave propulsada por antimateria.
Ilustraci√≥n: NASA/MSFC (Dominio P√ļblico)

Advertisement

La antimateria est√° formada por antipart√≠culas id√©nticas a las que forman la materia que conocemos (protones, electrones, etc...) pero con carga el√©ctrica opuesta. Tambi√©n es extraordinariamente energ√©tica. Su contacto con materia provoca una reacci√≥n que emite fotones de alta energ√≠a. Se calcula que su relaci√≥n masa-impulso es del 40%. En 2006, el laboratorio de investigaci√≥n positr√≥nica del Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC) dise√Īo un concepto de propulsor basado en antimateria. Los f√≠sicos calcularon que bastar√≠an 10 mil√©simas de gramo de antimateria para enviar una nave a Marte en solo 45 d√≠as.

¬ŅEl problema? La antimateria se genera en los aceleradores de part√≠culas y hasta la fecha no hemos generado ni remotamente esa cantidad de material.

Propulsores Warp (Motor de Alcubierre)

Cerramos la lista de propulsores que a√ļn son m√°s ficci√≥n que ciencia con el m√°s ex√≥tico de todos: el motor Warp. En teor√≠a, ser√≠a la manera ideal de viajar por el espacio, porque no solo es m√°s r√°pido que la luz, sino que eliminar√≠a el problema de dilataci√≥n del tiempo expuesto en la teor√≠a de la relatividad de Albert Einstein.

Imagen artística de un motor Warp
Ilustraci√≥n: Digital art by Les Bossinas / Cortez III Service Corp. (Dominio P√ļblico)

¬ŅC√≥mo se viaja m√°s r√°pido que la luz de un punto a otro? La respuesta es que no se viaja. Lo que se hace es curvar o distorsionar el espacio tiempo de manera que los puntos de origen y destino se aproximen durante el tiempo necesario como para la nave los alcance.

Advertisement

Vale, y ¬Ņc√≥mo demonios distorsionamos el espacio-tiempo? Pues generando una burbuja de deformaci√≥n plana alrededor de la nave espacial. Esa burbuja hace que el espacio-tiempo se extienda tras ella y se contraiga delante, generando el impulso aunque la nave en s√≠ est√° estacionaria. Todo este modelo matem√°tico se denomina M√©trica de Alcubierre en honor al f√≠sico mexicano Miguel Alcubierre, que postul√≥ el modelo en 1994. El propio Alcubierre explica as√≠ lo que har√≠a falta para generar una burbuja espacio-temporal:

Para crear un dispositivo como una burbuja de deformación que permita el impulso de deformación se requeriría operar con materia de densidad negativa o materia exótica, creando así con tal materia una burbuja de energía negativa que englobaría a toda la nave.

Concepto artístico de una nave equipada con un motor Warp
Ilustración: Harold White y Mark Rademaker / NASA

En 2016, los f√≠sicos brit√°nicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitzal, recibieron el Premio Nobel de F√≠sica por sus estudios te√≥ricos sobre la materia ex√≥tica. En otras palabras. Apenas acabamos de descubrirla, as√≠ que no parece probable que vayamos a construir un motor de Alcubierre pr√≥ximamente. Eso no quita que no lo estamos investigando. F√≠sicos como Harold White, de la NASA, trabajan en instrumentos para medir el impulso calculado por Alcubierre. Mientras tanto, colaboran con artistas como Mark Rademaker para imaginar c√≥mo ser√≠a una nave equipada con ese motor capaz de superar la velocidad de la luz. El sue√Īo de viajar a otras galaxias sigue muy vivo. Hacerlo realidad es solo una cuesti√≥n de tiempo, o m√°s bien de espacio-tiempo.

Foto de portada: Primer plano de un propulsor de iones en el centro de investigación de la NASA en Pasadena. Foto: NASA/JPL-Caltech