“Mi cohete de plasma nos llevará a Marte en tres meses”
Nacido en Costa Rica en 1950, curtido en siete misiones al espacio, el físico y astronauta Franklin Chang-Díaz investiga con motores de plasma en el Laboratorio de Propulsión Avanzada de Houston. Su objetivo es impulsar con ellos el cohete Vasimr para usarlo en próximos vuelos a Marte.
El Transbordador Espacial, que fue diseñado con el objetivo de situar a personas y objetos en órbita terrestre, ha cumplido su misión con éxito, pero para ir a otros planetas y sistemas solares harán falta motores de propulsión interplanetaria mucho más avanzados. Una de las propuestas más prometedoras es el VASIMR (Cohete de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable), diseñado por Franklin Chang Díaz, físico del Instituto Tecnológico de Massachussets y astronauta de la NASA. Chang-Díaz, cuya pasión por las naves espaciales viene de lejos –“construí mi primer cohete cuando era niño, en Costa Rica, jugando con mis primos. Era un montaje de cajas de cartón, con sillas por dentro. Tenía hasta radio”–, habló con MUY acerca de su invento, que podría propulsar naves espaciales a Marte en viajes de menos de cuatro meses si logra superar algunos obstáculos técnicos y financieros.
–¿Se puede viajar a Marte con un cohete convencional?
–Con los cohetes movidos por combustibles químicos, mezcla de sólidos y líquidos, que aún usamos hoy, un viaje a Marte llevaría por lo menos 10 meses en una nave espacial poco segura y limitada. El combustible sería un peso muerto durante la mayor parte del viaje, ocuparía demasiado espacio y dejaría poco hueco para la tripulación y la carga útil. Un viaje largo en esas condiciones sería un duro castigo para el organismo. Meses de exposición a la microgravedad debilitan los músculos y huesos, y la radiación persistente del espacio acabaría con los sistemas inmunológicos. El cohete de propulsión química nos permitió ir a la Luna y establecer una presencia permanente en el espacio, pero para explorar el sistema solar tenemos que desarrollar un nuevo tipo de propulsión.
–¿Qué cualidades debe tener una nave interplanetaria?
–Debe ser segura, rápida, fiable y capaz de interrumpir la misión y regresar a la Tierra en caso de un fallo importante. Su sistema de propulsión tiene que conducir eficazmente la nave durante la fase de crucero y realizar correctamente las maniobras en los puntos de salida y destino.
–¿La tecnología de plasma es la solución?
–Sí. El plasma es un gas ioniza-do –eléctricamente cargado– y supercaliente cuya energía puede ser convertida en impulso. En eso estamos trabajando con un prototipo del motor Vasimr, el VX-10, en el Laboratorio de Propulsión Avanzada del Centro Espacial Johnson en Houston.
–¿Cómo funciona?
–Es como un globo al que se le desata el nudo: el aire que va saliendo lo hace correr por todas partes. Usamos hidrógeno gaseoso que calentamos a temperaturas extremas. El calor de las partículas equivale a velocidad. Para calentar el gas lo bombardeamos con ondas de radio, algo parecido a lo que hace un microondas para hervir agua. Así los átomos pierden sus electrones y el gas se transforma en plasma tan caliente como el Sol. Este plasma es como una sopa compuesta de partículas cargadas: iones positivos y electrones negativos. El plasma, considerado el cuarto estado de la materia, se encuentra de forma natural en los rayos, las nebulosas y el interior de las estrellas y alcanza temperaturas de cientos de miles de grados. Puede derretir cualquier material donde pretendas guardarlo.
–¿Y cómo lo controlan?
–Mediante campos magnéticos. Es la única forma de manejar el plasma. Usamos electroimanes y bobinas magnéticas muy livianas de materiales superconductores para crear una tobera magnética, una especie de conducto invisible que transporta el plasma sin que éste toque las paredes del motor. Después sale por el escape del motor a velocidades extremas.
–¿Qué característica distingue al motor Vasimr?
–La clave está en la V de Variable: la tobera puede cambiar de forma para aumentar o disminuir el flujo del plasma y la velocidad de la nave espacial, permitiéndole desacelerar de forma inteligente al final del viaje, cuando se acerque a la órbita del planeta destino. El cohete está diseñado para cruzar las “colinas” y los “valles” del espacio de la misma forma que un automóvil con marchas sube por un puerto de montaña. De esa manera consigue una utilización mucho más eficiente del combustible y puede impulsar más carga en bastante menos tiempo.
–¿Qué ofrece el Vasimr?
–Por un lado, acortar en más de la mitad la duración del vuelo de una nave a Marte: de ocho meses a poco más de tres. Estoy convencido que así llegaremos al Planeta Rojo y al resto del Sistema Solar. Además, el motor podría usarse para reciclar el hidrógeno desechado por la Estación Espacial Internacional y mantener en órbita el laboratorio sin la necesidad de tener que reabastecerse con entregas de combustible provenientes de la Tierra.
–¿Protege el motor a los astronautas de la radiación espacial?
–El campo magnético que produce el Vasimr y el combustible de hidrógeno actúan como un escudo protector de la radiación, que es uno de los peligros más serios a largo plazo al que se enfrentan los tripulantes de las misiones. Además, la capacidad de abrir y cerrar la tobera permite interrumpir una misión en el acto.
–¿Cómo se le ocurrió este sistema?
–Tras muchos años de trabajo en investigaciones de fusión controlada en el Laboratorio Charles Stark Draper del Instituto Tecnológico de Massachussetts, donde básicamente aspirábamos a crear un pequeño sol, confinando plasma dentro de un recipiente magnético durante un largo período de tiempo para lograr la fusión. Se trataba de llegar a producir algún día un reactor de fusión que nos diera potencia eléctrica para eliminar el problema energético mundial. Pero eso no ha sido posible hasta ahora.
–¿Podría servir el Vasimr para el transbordador espacial?
–El transbordador espacial no es adecuado para ir a Marte. Es como una carreta de bueyes comparado con el Vasimr. Su motor principal, que es el mejor motor espacial a propulsión química que existe, tiene un impulso específico de 465 segundos (es una forma de medir la eficiencia de un cohete). Hace poco, nuestro prototipo VX-10 produjo un impulso específico de 11 segundos usando como combustible el deuterio, que es un isótopo del hidrógeno.
–¿Cree que el hidrógeno es el combustible ideal?
–Hemos experimentado con argón, helio y xenon, pero el hidrógeno y su isótopo el deuterio son ideales por-que pueden guardarse a temperaturas criogénicas, y eso significa que se pueden usar también como enfriadores de los imanes que contienen el plasma. Además, es el elemento más abundante del universo y los viajeros del futuro podrían obtenerlo en cualquier sitio. También estamos experimentando con sustancias ricas en hidrógeno, como el amoniaco, cuya ventaja es la facilidad de almacenarlo.
–¿Cómo y cuando va a probar el Vasimr?
–Pretendemos llevarlo a la Estación Espacial Internacional en torno a 2008 para demostrar que el motor puede propulsar el laboratorio y mantenerlo en órbita contrarrestando la diminuta pero constante fuerza de rozamiento que recibe la estación de las capas superiores de la atmósfera.
–¿Están investigando con algún otro sistema avanzado de transporte espacial?
–Se está trabajando con otro tipo de motores de plasma, que es el motor de iones. Tanto éste como el Vasimr son motores de propulsión nuclear eléctrica. Para poder alimentarlos se está desarrollando el Proyecto Prometeo. También se estudian las velas solares y los elevadores espaciales.
–¿Cuánto cuesta el proyecto Vasimr al año?
–Un millón de dólares. La financiación proviene de varias partes, incluyendo la NASA y el Departamento de Defensa.
–Algunos críticos dicen que es mucho dinero por un motor que aún no produce resultados tangibles. ¿Qué opina?
–Mi proyecto ha sido elogiado por las publicaciones más prestigiosas y ha recibido premios, pero las críticas nunca faltan. Creo que son parte del proceso natural para entender algo nuevo.
–El proyecto Vasimr parece haber resistido la prueba del tiempo, ya que fue concebido hace 20 años y lleva más de diez en el laboratorio, y eso no es muy frecuente...
–El Vasimr podría ser el precursor del gran sueño de todos los que estamos dentro del programa espacial: un cohete de fusión. Algún día generaciones futuras usarán esta tecnología para llegar rápido a las estrellas. Ahora estamos preparando el terreno para lograrlo
................... Chang.............. que manera. 
............. Costa Rica al Espacio 
:roll: :idea:
