La energía nuclear se ha convertido en una de las grandes apuestas tecnológicas para la exploración espacial que viene. Una fuente de larga duración, fiable, con un mantenimiento mínimo y probada en misiones marcianas de los rover Curiosity y Perseverance, esta última con participación de España, como generadores de energía. Pero, para algunas agencias espaciales, es hora de ir más allá y emplear todo el potencial nuclear de la fusión en la propulsión de los cohetes empleando motores de plasma.
Tras la NASA, que tiene abiertos varios programas científicos en el área de la fisión, la última en sumarse a la aplicación de la energía nuclear en la propulsión espacial es Reino Unido. A través de su Agencia Espacial (UKSA), acaba de anunciar una concesión de fondos a la compañía inglesa Pulsar Fusion para su desarrollo. Una compañía que actualmente cuenta en su porfolio con el motor eléctrico más grande y potente de los desarrollados en Europa.
El proyecto contará con el apoyo de las universidades de Southampton y Cambridge, así como del Centro de Investigación de Fabricación Avanzada nuclear (ARMC) de Reino Unido. Pulsar Fusion, según recoge la nota de prensa emitida, cree que sus tecnologías pioneras de cohetes ecológicos podrían algún día ser clave para llevar naves espaciales incluso más allá del sistema solar.
Fusión nuclear
El motor planteado por Pulsar se basa en un reactor de fusión compacto que proporcionará potencia del orden de unidades de megavatio con empujes de entre 10 y 101 newton, sirviendo además como generador auxiliar al resto de sistemas a bordo.
Según explican desde la compañía, emplearán la fusión nuclear para generar y confinar un plasma muy caliente dentro de un campo electromagnético. Así consiguen replicar el fenómeno físico y químico que se produce en el interior de las estrellas.
Corte de motor de fusión nuclear
Ese campo será también el responsable de dirigir la energía generada hacia el exterior a través de una tobera. Eso proporcionará velocidades de salida miles de veces más rápidas que los sistemas eléctricos de propulsión actuales, tal y como indican en un vídeo explicativo.
"Pulsar ha construido y probado los motores de propulsión eléctrica más potentes de Europa", ha anunciado James Lambert, jefe de operaciones de la compañía. "La combinación de esta parte de nuestra cartera de propulsión con tecnología de reactores de fisión nuclear se adapta perfectamente a las habilidades de la empresa y estoy encantado de que la UKSA lo haya reconocido".
Representación de cohete de fusión
"El proyecto nos ayudará a construir relaciones y recopilar datos importantes que contribuirán a nuestras ambiciones a largo plazo para la propulsión de la fusión nuclear", concluye.
El pasado noviembre, Pulsar Fusion llevó a cabo una serie de pruebas con cohetes en el Centro de Evaluación y Prueba de Artillería de Cranfield (COTEC), una base militar dependiente del Ministerio de Defensa de Reino Unido, como parte del proceso de aprobación del contrato. Por otro lado, también realizaron posteriormente otra serie de pruebas en Suiza para clientes internacionales.
Cohete con un reactor nuclear de fusión
El motor Direct Fusion Drive (DFD) abre posibilidades sin precedentes para el explorar el sistema solar en un tiempo limitado y con una relación muy alta entre la carta útil y las masas propulsoras. "Es atractivo para misiones largas", indican desde Pulsar. La hoja de especificaciones indica que podría llegar al satélite Titán en menos de un año con una carga a bordo de 10 toneladas. También acortaría el trayecto a Marte a la mitad —unos 3 meses, en lugar de 6— y permitirá realizar misiones fuera del sistema solar.
Todo este conocimiento acumulado les servirá como base para la futura integración de reactores de fusión como fuentes energéticas más potentes que las disponibles actualmente. Aunque para eso todavía queda mucho. La tecnología de fusión se encuentra en pleno desarrollo con algunos programas importantes en Europa, Estados Unidos y China. Todos ellos en diferentes estados de avance pero a años de comenzar a producir energía.
Otros motores nucleares
El Laboratorio de Física de Plasma de Princeton también se encuentra trabajando en un motor que empleará un reactor nuclear de fusión. Se trata del desarrollo del reactor con configuración de campo invertido que podría producir un impulso directo de fusión, que directamente convierte la energía de las partículas cargadas en las reacciones de fusión en propulsión para la nave espacial, según recoge Foronuclear.
Por el momento en el plano teórico, el Direct Fusion Drive —como se conoce en inglés— "es un motor de cohete revolucionario" que puede generar una potencia controlable entre de 1 a 10 MW "con alto empuje y alta potencia específica", tal y como explican en Princeton Satelllite Systems.
Reactor de fusión para propulsión en el espacio
Otra de las ramas esenciales de la energía nuclear —tanto de fisión en la actualidad como de fusión en el futuro— es la generación de energía en las superficies extraterrestres. Establecer colonias humanas permanentes en la Luna o en Marte requiere de energía continua, independiente del ambiente y fiable; actualmente tanto la NASA como otras agencias espaciales apuestan por la nuclear para este fin.