"Motores a íons aceleram átomos eletricamente carregados, ou íons, através de um campo elétrico, assim empurrando a espaçonave na direção oposta. Esse tipo de motor gera muito menos empuxo que foguetes movidos a energia química, o que significa que eles não conseguem escapar sozinhos da gravidade da Terra."

Viagens a Marte solucionadas com o motor de íons

Fonte: fayerwayer.com - Por: Juan Diego Polo

Um dos maiores problemas da NASA com respeito aos planos de viagem a Marte, é o fato de que uma nave espacial demoraria em torno de uns seis meses para atravessar a distância que separa nosso planeta do dos marcianos.

Atualmente os foguetes utilizados nas missões espaciais consomem combustíveis químicos para a geração do impulso, sendo utilizado, na maior parte, durante a elevação inicial sobre a superfície terrestre. Chegando no espaço o que normalmente ocorre é que os foguetes simplesmente deslizam por falta de gravidade.

Os motores de íons poderiam impulsionar a nave mesmo no espaço, o problema é que na superfície terrestre ditos motores não contam com impulso suficiente para fazer a nave romper a gravidade durante a decolagem.

Sabendo disso muitas são as companhias que estão trabalhando no desenvolvimento de novas tecnologias que possam ser aplicadas aos motores de íons. Uma delas a AdAstra Rocket, do físico e astronauta Franklin Chang-Diaz, que está desenvolvendo um motor denominado VASIMIR que certamente poderá alcançar níveis de potência cem vezes maiores que o de outros motores.

VASIMIR já superou a primeira fase de testes, e a AdAstra já chegou a um acordo com a NASA que pretende testar os foguetes no espaço por volta do ano 2012. Segundo os engenheiros da NASA se tudo sai bem, a tecnologia utilizada nesse motor representa o futuro das viagens espaciais, já que permitirá por exemplo, que as viagens a Marte durem somente uns 39 dias.

Cada vez mais pertinho do planeta vermelho…


Nuevo motor de iones permitirá alcanzar Marte en 39 días

Fonte: Desarrollo y Defensa

La semana pasada mientras el mundo celebraba el primer aterrizaje en la Luna, los astronautas Buzz Aldrin y Michael Collins hicieron un llamado a la NASA para convertir a Marte en su siguiente objetivo. Sin embargo los sistemas de propulsión química que llevó al hombre a la Luna emplearían al menos 6 meses en poder llevar un hombre hasta el planeta rojo a un costo de muchos miles de millones de dólares. No obstante un nuevo cohete con propulsión de plasma ionizado está siendo desarrollado por el ex astronauta costarricense Franklin Chang Diaz. Este nuevo motor podría potencialmente llegar a Marte en 39 días usando una fracción del combustible.

El problema con los cohetes tradicionales es que son muy ineficientes. Alrededor de un 90% del peso inicial de una nave espacial de propulsión química se debe al combustible, la mayor parte del cual es consumido solamente para lograr que la nave escape del campo gravitacional de la tierra. Después de eso el cohete tradicional puede dirigirse a Marte a muy baja velocidad. Los científicos describen la eficiencia de los cohetes en términos de impulso especifico que es un medida de cuán rápido el combustible escapa de la tobera una vez el cohete es encendido. Un cohete químico tiene un impulso específico relativamente bajo. El prototipo de Chang Diaz sin embargo promete un impulso específico mucho más elevado. Para lograrlo utiliza un proceso muy diferente al de los cohetes químicos, el cual consiste en calentar átomos a enormes temperaturas para crear un plasma que puede ser expelido del cohete mediante campos magneticos.

El VASIMIR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) consiste básicamente en tres celdas magneticas unidas. La primera etapa trabaja un poco a manera de un calentador, calentando los atomos de un gas inerte como el argón por medio de un generador de radio frecuencias hasta que los electrones “hierven” escapando de sus atomos con lo cual se crea el plasma. En esta etapa VASIMIR produce un plasma de 50000 grados Celsius el cual a pesar de ser una enorme temperatura, no es lo suficientemente caliente para producir un empuje eficiente. En la segunda etapa el VASIMIR actúa como un amplificador, energizando el plasma mediante ondas electromagnéticas. Para ese momento el plasma alcanza un millón de grados Celsius, comparable al centro del sol.

La tercera y última etapa es una “boquilla magnética” que convierte la energía del plasma supercalentado en movimiento dirigido, en última instancia, un empuje de alta velocidad. En caso de que se pregunte como algo tan caliente puede ser contenido, esa es precisamente la razón de porque las celdas son todas magnéticas. Un campo magnético no solo ayuda a calentar el plasma, también sirve para contenerlo por lo cual nunca podrá tocar las paredes del motor.

El VASIMIR podría en teoría alcanzar niveles de energía hasta 100 veces mayores que los demás motores de plasma. Sin embargo aun existen dos grandes problemas que necesitan ser resueltos antes de empezar a hacer planes para viajar a Marte. El primero es que los 200 kW de potencia producida por el VASIMIR generan una libra de empuje. Esto es más que suficiente en el vacio del espacio donde el motor de plasma puede estar encendido de manera continúa durante meses y meses. En este caso una libra de empuje continuo puede transportar dos toneladas de carga desde el sol hasta Júpiter en 19 meses. Esto sin embargo significa que el VASIMIR nunca podrá escapar de la Tierra por si solo por lo cual necesita ser transportado al espacio exterior por medio de un cohete tradicional de propulsión química.

El segundo problema es que mientras que el VASIMIR puede funcionar a la perfección mediante energía solar en las cercanías de la Tierra – lo que lo hace perfecto para realizar viajes a la Luna u otras labores cerca de la Tierra – para una misión de espacio profundo es necesaria una fuente de energía que le permita funcionar a plena potencia ya que a esas distancias hay menor incidencia de luz solar por lo cual los paneles fotovoltaicos no podrían generar la cantidad de energía necesaria. Solamente un reactor nuclear a bordo sería capaz de producirla.

Mientras tanto Chang Díaz y sus colegas en el Ad Astra Rocket Company están ocupados ultimando los detalles para una prueba programada del VASIMIR con la NSAA en el 2010, en la Estación Espacial Internacional.