El PhoenixPor lo visto la NASA ha publicado unos datos referentes a un motor electromagnético (EM) basado en microondas, cuyo mecanismo revolucionaría el viaje espacial tal como lo conocemos. Pero lo que se cuestiona es la viabilidad de ese mismo mecanismo… algo parecido al motor de Alcubierre que hemos mencionado alguna vez. Veamos antes de qué va esto del viaje espacial.

En la Tierra nos movemos de diferentes maneras. Los bípedos avanzamos cayendo hacia adelante y desviándonos hacia arriba con un pie o pata; nuestros vehículos utilizan el método de empujar el suelo hacia atrás con sus ruedas. El agua es un medio más dificultoso para moverse -como cualquier mal nadador sabe- debido a que ofrece menor resistencia. Y el aire es aún peor: necesitamos amplias superficies de sustentación o turbinas de gran potencia para desplazar la cantidad de aire necesaria para avanzar (por no hablar de mantenernos arriba). Si nos damos cuenta, todos estos sistemas usan el mismo principio que enuncia la tercera ley de Newton, el principio de acción y reacción: tenemos que empujar hacia atrás algo para poder avanzar en dirección opuesta. Por ello también se puede ver la dificultad de un viaje por el vacío del espacio, donde no hay nada que empujar con patas, aletas, ruedas o hélices.

Cuando Konstantin Tsiolkovski publicó en 1903 sus cálculos relativos a una nave de retropropulsión (el cohete como elemento festivo o arma de guerra se usaba desde hacía centurias) no se podía imaginar que en menos de un siglo sus ideas llevarían a los hombres al espacio. Basándose en la misma tercera ley, ideó un vehículo que arrojaba parte de su masa inicial por unas toberas: esto provocaba una fuerza de empuje igual y opuesta aplicada al cohete, que de eso se trataba.

La ventaja de moverse así por el espacio es que también se aplica la primera ley de Newton o principio de inercia: todo objeto tiende a mantener su estado de movimiento o reposo si no se le aplica una fuerza exterior. Aquí abajo, el suelo, el agua y el aire tienen un importante factor de frenado por rozamiento, pero en el espacio si aceleramos un poco -digamos a 3 metros por segundo- y apagamos el motor, la nave seguirá avanzando a 3m/s hasta el final del Universo. ¡Gratis! Sacar el cohete de la atmósfera y gravedad terrestre, sin embargo, es bastante más caro. La Tierra nos aplica constantemente una fuerza que nos acelera hacia abajo 9.8m/s2, si no estamos apoyados sobre algo. Una nave con un empuje de 1g alcanzaría una velocidad próxima a la de la luz en menos de un año… y además tendría gravedad artificial.

coheteOtra cosa que le resultaría sorprendente a Tsiolkowski es que en pleno siglo XXI seguimos usando el expeditivo método del petardo para viajar al espacio. En aquellos tiempos, otros habían imaginado otras maneras: Jules Verne, mediante un cañón terrestre; H. G. Wells, con una nave de mamparos plegables cubiertos con una emulsión antigravitatoria. Otros usaban enormes alas para desplazarse por el éter interestelar, o se movían a lo largo de campos magnéticos. Cabe decir que la Física actual sólo le ha dado la razón al inmaniobrable método de Verne, los demás son fantasías. Para desplazarse por el vacío la nave debe llevar, además de un combustible para generar energía, una enorme cantidad de masa para propelerse.

Entonces llega Roger Shawyer, un ingeniero británico que plantea en 2001 un invento bastante singular. Consiste en un magnetrón que genera microondas, canalizadas dentro de un depósito troncocónico cerrado. El principio era más o menos el siguiente: las microondas rebotan dentro del depósito, aplican presión sobre las paredes del mismo, y esta fuerza genera un empuje. Como las microondas están contenidas, el sistema está siendo impulsado por una conversión directa de energía eléctrica, sin necesidad de expulsar masa como propelente. Genial ¿verdad? Aunque el impulso sea mínimo -no es que las ondas electromagnéticas hagan mucha fuerza- si se aplica constantemente podría generar velocidades realmente significativas.

motor emdriveEl problema del EMDrive es que su principio de funcionamiento aparentemente viola la ley de conservación del momento lineal, que es consecuencia de las leyes de Newton. Es como si alguien metido en una caja pudiera hacerla avanzar disparando contra una de las paredes. La cantidad de movimiento de las balas se aplica a la pared y la empuja hacia adelante, sí; pero al mismo tiempo, el retroceso del arma transmitido por los pies al suelo de la caja genera una fuerza igual y opuesta. En este caso el sistema cerrado de microondas no debería generar movimiento; es como una máquina de movimiento perpetuo. Aún así, Shawyer la fabricó y registró diferentes fuerzas en el contenedor cónico.

En 2010-12 Yang Juan, una científica china que replicó los experimentos de Shawyer, registró unos valores de 720 miliNewtons de fuerza con un microondas de 2.5kW. China empezaba a interesarse por estos recursos para el vuelo interplanetario; esa cantidad de fuerza es misérrima comparada con el empuje de un cohete LOX, pero también es muy superior al de un motor iónico o fotónico, que ya se habían planteado.

En agosto del año pasado Harold White, que trabaja en la NASA y ya había especulado con la posibilidad práctica de crear motores warp (generadores de distorsiones espaciotemporales capaces de desplazar una nave distancias inmensas sin violar la velocidad máxima permitida por la relatividad) anunció que también había obtenido valores positivos. ¿Qué demonios estaba pasando? Cuando un experimento produce datos que contradicen una ley básica de la Física pueden estar pasando tres cosas: 1) Fraude (no parece el caso) 2) Hay alguna variable de esas leyes físicas que desconocemos y acabamos de descubrir (interesante) 3) Es un error de medición (aburrido y feo, pero casi seguro). Estas pruebas, que deben realizarse en un vacío absoluto, registran valores tan sutiles que podrían atribuirse a cualquier cosa, desde fluctuaciones térmicas a errores del instrumento. Sin embargo, White afirma que los experimentos son correctos y no se está violando nada: la fuerza se generaría por interacción de la actividad del contenedor con el plasma virtual del vacío cuántico. Wow.

Y ahora la noticia de este mes: Un grupo de investigadores del Johnson’s Space Center ha registrado fuerzas coherentes con los datos de los equipos británicos y chinos con un EMDrive en una cámara de vacío. Incluso han podido calcular la variación respecto a la intensidad de la corriente aplicada. Lo que no pueden es dar una explicación al evento:

Los resultados de la prueba indican que la cavidad resonante RF, que es única como equipo de propulsión, produce una fuerza que no es atribuible a ningún fenómeno clásico electromagnético.

Según estos valores, un generador nuclear de 2 megavatios que alimentara un EMDrive pondría al hombre en Marte en setenta días. Para hacernos una idea, los ocho reactores A2W del USS Enterprise le daban una potencia de 210MWh, y ya hay modelos más eficientes.

Y no, no he mencionado al Enterprise por casualidad. Si seguimos los razonamientos de White, el EMDrive podría ser el primer paso práctico para fabricar un motor de Alcubierre: un motor warp capaz de torcer el espacio y llevarnos, a través de una burbuja en el hiperespacio, a las estrellas.

O puede que todo sea un error de medición.

Noticia en NASASpaceFlight.

Comparte!