Burbuja magnética
La idea de una nave espacial propulsada por una burbuja magnética, sugerida por primera vez por Robert Winglee en la Universidad de Washington, es similar a la del velero solar. Consiste básicamente en copiar el efecto del bombardeo del viento solar sobre las capas altas de la atmósfera terrestre (así como la de otros planetas con atmósfera y campo magnético).
Por una parte, se crearía una burbuja de gas ionizado alrededor de la nave y se ligaría a esta por medio de un campo magnético. El viento solar (pero no la luz) empujaría al sistema por transferencia de momento de los protones del viento solar sobre esta minimagnetosfera.
Una magnetósfera en miniatura de quince kilómetros de diámetro ubicada a una Unidad Astronómica del Sol recibiría un empuje del viento solar de uno a tres Newtons, suficiente para acelerar una nave espacial de doscientos kilos de cero a ochenta kilómetros por segundo en sólo tres meses.
Tecnología sencilla
La magnetosfera no requiere la generación de un campo magnético elevado. Una bobina de treinta centímetros de diámetro en la que circulen corrientes de entre cinco y treinta amperes crea un campo de unos trescientos gauss, apenas tres veces el campo del imán de una puerta de refrigerador, suficiente para estos fines.
La parte más exigente es la necesidad de “inflar” este campo magnético inyectando un gas ionizado (plasma) cerca de la bobina. El uso plasma caracteriza este sistema, que se ha dado en llamar Propulsión Mini-Magnetosférica de Plasma (Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion) o M2P2.
Hay que señalar que la magnetosfera de la Tierra también está inflada con plasma, pero no tan denso como en el M2P2.
Mantener una burbuja así en el espacio requiere alrededor de 1 kW de potencia y menos de un kilogramo por día de propelente de helio para la fuente de plasma. A cambio de esto, la burbuja podría interceptar alrededor de 600 kW de viento solar.
Todo esto no requiere de tecnología nueva, ya que las fuentes de plasma y los solenoides son elementos comunes en los laboratorios científicos actuales.
Ventajas
Aparte de su sencillez tecnológica, la propulsión mediante burbuja magnética tiene algunas ventajas sobre el velero solar.
Por una parte, nos ahorramos las complejas operaciones que requiere el despliegue y maniobra de las enormes velas solares. Por otra, la propia magnetosfera hace de escudo protector del vehículo frente a pequeños impactos y radiaciones.
Pero la ventaja más importante es que el M2P2 es un artefacto de empuje constante, a diferencia de la vela solar, que pierde empuje al alejarse de la fuente emisora de fotones.
Esto es así porque la fuerza ejercida sobre una burbuja magnética depende de su tamaño. Las burbujas grandes interceptan más viento solar que las pequeñas y, en consecuencia, dan mayor empuje a la espacionave. Justamente, el tamaño de esta burbuja depende de la diferencia de presiones entre su interior y el exterior, determinado este último término por la presión del viento solar. Si la presión disminuye, como sucede en el exterior del sistema solar, la burbuja aumenta de tamaño.
El empuje del viento solar por unidad de superficie decrece con el cuadrado de la distancia desde el Sol, mientras que la burbuja crece en la misma proporción, con lo que ambos efectos se cancelan, resultando un empuje constante. El empuje de propulsión de la nave impulsada por el M2P2 es la misma cerca del Sol que el borde exterior del Sistema Solar.
| Velocidad: | Baja (Velocidades no comparables a c) | Alta (Velocidades superiores a un décimo de c) | Supralumínica (Velocidades superiores a c) |
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