¿Cuáles son algunas formas inusuales de propulsión espacial?

Las formas típicas de propulsión espacial hoy en día son los refuerzos de cohetes sólidos, cohetes líquidos y cohetes híbridos. Todos llevan su combustible a bordo y usan energía química para producir empuje. Desafortunadamente, pueden ser muy caros: pueden tomar 25-200 kilogramos de cohete para entregar una carga útil de 1 kg a la órbita terrestre baja. Levantar un kg a una órbita terrestre baja cuesta un mínimo de $ 4,000 dólares estadounidenses (USD), a partir de 2008. $ 10,000 USD pueden ser más típicos.

El enfoque de cohetes químicos para el lanzamiento espacial y los viajes es fundamentalmente limitado. Debido a que un cohete debe impulsar su propio combustible hacia arriba a través de la parte más densa de la atmósfera, no es muy rentable. Una invención más reciente es la nave espacial privada de naves espaciales, que utilizó una nave portadora (Knight White) para llevarla a una altitud de 14 km (8.7 millas) antes del lanzamiento. A esta altura, mayor en altitud que el monte Everest, SpaceShipone ya está por encima del 90% de la atmósfera, y puede usar su pequeño motor híbrido para viajar el resto del camino oF espacio (100 km de altitud). Es probable que la nave espacial turística temprana, barata y reutilizable se base en este modelo.

Más allá del paradigma del cohete químico, hay varias otras formas de propulsión espacial que se han analizado. Los propulsores de iones, en particular, ya han sido utilizados con éxito por varias naves espaciales, incluido Deep Space 1, que visitó el cometa Borrelly y Asteroid Braille en 2001. Los propulsores de iones operan como un acelerador de partículas, arrojando iones de la parte posterior del motor utilizando un campo electromagnético. Para viajes más largos, como de la Tierra a Marte, los propulsores de iones ofrecen un mejor rendimiento que las formas convencionales de propulsión espacial, pero solo por un pequeño margen.

Las formas más avanzadas de propulsión espacial incluyen la propulsión de pulso nuclear y otros enfoques con energía nuclear. La densidad de potencia de una planta de energía nuclear o una bomba nuclear es muchas veces mayor que la de cualquierLa fuente química y los cohetes nucleares serían correspondientemente más efectivos. Propulsión de pulso nuclear de que un diseño de referencia de la década de 1960, llamado Orion, que no debe confundirse con el vehículo de exploración de la tripulación de Orion de la década de 2000, que podría entregar una tripulación de 200 personas a Marte y regresar en solo cuatro semanas, en comparación con 12 meses para la misión de referencia actual de la NASA, o las lunas de Saturn en siete meses.

Otro diseño llamado Proyecto Daedalus habría requerido solo unos 50 años para llegar a la estrella de Bernard, a 6 años luz de distancia, pero requeriría un progreso tecnológico en el área de fusión de confinamiento inercial (ICF). La mayoría de las investigaciones sobre la propulsión del pulso nuclear se cancelaron debido al tratado de prohibición de la prueba parcial en 1965, aunque la idea ha recibido atención renovada en los últimos tiempos.

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Otra forma de propulsión espacial, las velas solares, se examinó con cierto detalle en los años ochenta y noventa. Las velas solares usarían una vela reflectante para acelerar elcarga útil utilizando la presión de radiación del sol. Carriendo sin masa de reacción, las velas solares podrían ser ideales para viajar rápidamente lejos del sol. Aunque las velas solares pueden tardar semanas o meses en acelerar a una velocidad apreciable, este proceso podría superarse mediante el uso de láseres de tierra o espacio para dirigir la radiación a la vela. Desafortunadamente, la tecnología para plegar y desarrollar una vela solar extremadamente delgada aún no está disponible, por lo que la construcción puede tener que ocurrir en el espacio, lo que complica las cosas considerablemente.

Otra forma más futurista de propulsión espacial sería usar la antimateria como combustible para la propulsión, como algunas naves espaciales en la ciencia ficción. Hoy, la antimateria es la sustancia más cara en la tierra, que cuesta alrededor de $ 300 mil millones de dólares por miligramo. Solo se han producido varios nanogramos de antimateria hasta ahora, casi lo suficiente como para iluminar una bombilla durante varios minutos.

La distinción clave entre muchas de las tecnologías mencionadas y químicos roCKETS es que estas tecnologías pueden acelerar la nave espacial a las velocidades cercanas a la luz, mientras que los cohetes químicos no pueden. Por lo tanto, el futuro a largo plazo de los viajes espaciales se encuentra en una de estas tecnologías.