Motor de antimateria
En las colisiones entre materia y antimateria, toda la masa de las partículas se convierte en energía, por lo que, desde el punto de vista energético, este sería el combustible óptimo para la propulsión de una nave espacial.
En efecto, la reacción de materia-antimateria es casi mil veces más energética que la reacción de fusión del hidrógeno.
Cuando la antimateria entra en contacto con la materia se produce una reacción violenta, denominada aniquilación, que desprende mucha energía, fotones gamma (inútiles para la propulsión) y piones (partículas subatómicas de corta vida). Los piones se mueven a velocidades cercanas a la de la luz, así que podrían ser utilizados como propulsión.
Manteniendo cierta cantidad de antimateria aislada mediante campos electromagnéticos, se podría tomar una pequeña fracción y hacerla entrar en contacto con una cantidad equivalente de materia ordinaria. Una tobera magnética se encargaría de dirigir los piones resultantes de la reacción en la dirección adecuada, produciendo impulso a reacción.
Inconvenientes:
Desafortunadamente la producción de antimateria es costosa técnica y económicamente. Hasta ahora sólo se han podido producir unos pocos miles de átomos de antimateria a un precio desorbitado. Y este es sólo uno de sus inconvenientes.
Dado que el simple contacto de la antimateria con la materia normal produce su aniquilación en un fogonazo de radiación y energía, el principal problema de un motor que utilizase esta fuente de energía sería el confinamiento de la antimateria, así como la necesidad de proteger a la tripulación de los efectos mortales de la radiación
Como ya se ha explicado, otro detalle a considerar es que materia y antimateria se tienen que almacenar separadamente. La reacción no se puede regular sino que se proporciona impulso a medida que se libera antimateria de su confinamiento, como un motor pulsante. No pueden existir, como se imagina en la saga de Star Trek, cristales de dilitio que regulen el proceso físico de aniquilación.
Pero la barrera que impide el desarrollo de esta tecnología es el simple hecho de que no existe antimateria en el universo conocido, por lo que tendría que manufacturarse y sería el combustible más caro producido por el hombre, con un coste de varios millones de dólares por nanogramo de antimateria.
Ciencia ficción:
Estos inconvenientes no han arredrado a los escritores de ciencia ficción. En El mundo al final del tiempo, de Frederik Pohl, aparece un velero solar complementado con un reactor de antimateria alimentado por barras de antihierro almacenadas en un confinamiento magnético. La vela solar se utiliza para salir del sistema de origen y frenar en el de destino, mientras que la antimateria se utiliza como propulsor intermedio. Este exótico combustible se genera a partir de materia normal mediante unos conversores basados en energía solar extraordinariamente eficientes, lo que convierten a esta nave en uno de los mejores ejemplos de aprovechamiento energéticos del genero.
Joe Haldeman también utiliza varios modelos de nave de antimateria en Tricentenario. En esta novela corta, el autor plantea la existencia de un compañero oscuro del Sol, formado por antimateria. Con esta fuente de antimateria, recogida y confinada también mediante campos magnéticos, la humanidad construye su primera nave interestelar. Primero una sonda en la que se introduce una pequeñísima cantidad de antimateria en un deposito de agua, dejando que la energía derivada de la aniquilación la evapore y produzca impulso, y, posteriormente, con un sistema más eficiente que incluye un espejo de rayos gamma que permite tanto proteger a la tripulación de los peores efectos de la aniquilación, como generar una fuente de impulso eficiente para la nave.
Por ultimo, Antihielo, de Stephen Baxter, recurre también a una fuente natural de antimateria como propulsor de su nave. Esta ucronía steampunk está ambientada en una historia alternativa del siglo XIX, donde se ha descubierto la existencia de un asteroide formado por antihielo: una mezcla de superconductor de alta temperatura que, mediante la existencia de unos campos magnéticos inducidos, mantiene confinadas pequeñas cantidades de antimateria.
Realidad:
En cualquier caso, incluso sin disponer de fuentes naturales de antimateria, este combustible tiene otras ventajas que le hacen interesante incluso para proyectos actuales.
El principal y más obvio pro es su incomparable poder energético. Mientras que son necesarias toneladas de combustible químico para propulsar una misión humana a Marte, 10 miligramos de antimateria harían la misma función. Esto supone una gran economía de energía (al no tener que acarrear tanto combustible) y espacio, consiguiendo reducir hasta su décima parte el tamaño relativo necesario actual para los combustibles sólidos. Se calcula que de este modo las velocidades actuales de despegue se duplicarían o triplicarían y se podrían realizar prácticamente todas las misiones espaciales previsibles con el mismo tipo de vehículo.
Además, según estudia la NASA, el tiempo de tránsito también se vería sustancialmente disminuido con este propulsor, de 185 días a tan sólo 45. El problema de la radiación gamma de alta energía se vería paliado mediante el uso de la aniquilación de electrones-positrones, que produciría radiación gamma hasta 400 veces menos potente.
Si los costes de producción de antimateria y los de generación de campos electromagnéticos bajan gracias a la intensa investigación que actualmente se desarrolla, el motor de antimateria tendrá que dejar de ser considerado ciencia ficción para ser sólo ciencia.
| Velocidad: | Baja (Velocidades no comparables a c) | Alta (Velocidades superiores a un décimo de c) | Supralumínica (Velocidades superiores a c) |
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