El nuevo motor de velocidad de la luz de Elon Musk desafía la física

Elon Musk y la NASA acaban de anunciar su nuevo cohete llamado Light Speed ​​Engine, que desafía a la física y podría llevarnos a Marte en semanas en lugar de meses.

Ahora lo están probando en su nueva nave espacial llamada Sistema de Transporte Interplanetario. El siguiente artículo explicará qué es en realidad Speed ​​Engine, cómo funciona y por qué podría cambiar las reglas del juego en los viajes espaciales.

La misión

Diseñar un motor disruptivo interno que reduciría los costos de lanzamiento. El objetivo: 5 millones de dólares. La NASA lo llama un gran avance, y Elon Musk lo llama increíble. ¿Por qué? Porque un pequeño equipo de ingenieros de la NASA acaba de probar lo que se llama un nuevo tipo de motor de cohete que puede operar de manera mucho más eficiente que cualquier cosa actualmente en la Tierra. Y si estás pensando, ¿cómo se supera algo así? Bueno… ¿y si te dijera que hay planes para hacerlo aún mejor? Mucho mejor.

Básicamente, la NASA acaba de probar con éxito un nuevo tipo de motor que promete hacer que los viajes espaciales sean más baratos y rápidos. Actualmente, la mayoría de los cohetes comerciales y militares utilizan combustibles químicos que deben fabricarse previamente en la Tierra y luego cargarse en propulsores de cohetes antes del lanzamiento. Esto no solo es costoso y extremadamente complejo, sino que también limita la cantidad de peso que se puede levantar de la superficie de la Tierra. ¿El nuevo motor experimental? Funciona con una forma alternativa de combustible: electricidad… del tipo que se enchufa en el enchufe de la pared. Puede sonar loco al principio, pero cuando consideras que el 95% de todo lo que haces en la vida implica el uso de electricidad en algún momento (desde hacer funcionar la aspiradora hasta encender un interruptor de luz), ya no parece tan descabellado. .

El cohete

En septiembre, Musk y un equipo de científicos de la NASA anunciaron su diseño para un cohete revolucionario al que llamaron The Raptor. Puede soportar más de 500,000 libras de empuje y funcionar con metano líquido en lugar de queroseno tradicional, lo que significa que produciría un 30 por ciento menos de emisiones de dióxido de carbono.

Pero para llegar al espacio, los ingenieros primero deben demostrar con éxito que funciona aquí en la Tierra. Tengo la esperanza de que podamos hacer vuelos cortos, una especie de vuelos de arriba a abajo, probablemente en algún momento de la primera mitad del próximo año, Steve Jurczyk, administrador asociado de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA, le dijo a Mashable en un entrevista.

Pero, ¿qué están construyendo? Básicamente, se trata de una combinación gigante de vehículo de lanzamiento de carga superpesada y cohete propulsor, capaz de elevar 170 toneladas métricas a la órbita terrestre baja. Para poner eso en perspectiva, Falcon Heavy, el cohete de carga pesada recientemente operativo de SpaceX es capaz de levantar 54 toneladas métricas. Eso significa que un solo motor Raptor podría reemplazar potencialmente a los tres motores Merlin de primera etapa que se usan en el vehículo de lanzamiento Falcon 9 actual.

El Raptor también se diferencia de la mayoría de los cohetes tradicionales en que funcionará con metano líquido en lugar de queroseno, que se ha utilizado desde la década de 1950. El metano es más limpio y más fácil de producir que el combustible para cohetes tradicional, pero también extremadamente difícil de manejar. La cantidad de energía necesaria para licuar el metano significa que los motores de cohetes convencionales no pueden usarlo como propulsor; se quemarían porque no podrían contener tanta presión y calor. Pero SpaceX parece estar listo para descubrir cómo aprovechar ese poder con Raptor. El motor experimental genera la friolera de 420,000 libras de empuje utilizando metano como combustible y oxígeno líquido (LOX) como oxidante, superando el actual EE.UU.

¿De dónde viene el poder?

El EM Drive produce empuje al hacer rebotar microondas de un lado a otro dentro de una cámara cerrada. Los campos electromagnéticos que resultan de estos vaivenes también producen una reacción igual y opuesta, provocando una aceleración en una dirección. Para alimentarlo, debe usar energía solar o algún otro tipo de suministro de energía externo, que podría ser otra nave espacial (como un satélite) o incluso una estación terrestre que reciba ondas de radio. Pero hasta ahora, los experimentos con sistemas como estos no han podido crear suficiente fuerza para superar el arrastre, la fuerza de desaceleración creada por la fricción entre las moléculas de aire cuando un objeto se mueve a través de ellas, o hacer cambios significativos en la trayectoria.

Y ahora, los investigadores que trabajan en un estudio financiado por la NASA han descubierto que lo que se supone que es imposible en realidad lo es, al menos en algunos casos. Un equipo de Eagleworks Laboratories ha completado las pruebas de una unidad electromagnética (EM Drive) en condiciones similares a las que podría experimentar en el espacio profundo. Y afirman que estas pruebas confirman una relación empuje-potencia de 1 a 4, que es mayor que cualquiera de sus cálculos previstos para un dispositivo de este tipo y podría abrir nuevas posibilidades para la exploración del espacio profundo. Los resultados aún no han sido confirmados por otros científicos, por lo que no sabremos si se pueden reproducir hasta que equipos independientes tengan en sus manos sus propios EM Drives y realicen sus propios experimentos, algo que debería suceder en 2017.

El EM Drive es un dispositivo controvertido. Va en contra de la tercera ley de Newton, que establece que todo debe tener una reacción igual y opuesta. Entonces, si disparas algo desde un cohete espacial, habrá algo que lo impulsará en otra dirección, incluso si solo son moléculas de aire que rebotan en esa cosa cuando se va. El EM Drive no hace eso; solo produce empuje en una dirección.

¿Como funciona?

Elon Musk está acercando la ciencia ficción un paso más a la realidad. Su compañía, SpaceX, dice que ha creado un sistema de propulsión que desafía a la física y lo ha probado con éxito. El sistema de propulsión del cohete utiliza gas cargado eléctricamente y puede alcanzar velocidades de hasta 65 kilómetros por segundo, o alrededor de 135 mil millas por hora. El motor está hecho de tanques de combustible de fibra de carbono súper livianos con propulsores de gas frío. No utiliza ningún tipo de propulsor, lo que significa que no expulsa ningún subproducto al espacio. En cambio, como explica Wired: el motor produce empuje al acelerar el plasma sobrecalentado con campos magnéticos, lo que también significa que no se expulsan humos de la combustión.

Este tipo de motores se conocen como propulsores eléctricos, pero funcionan de manera muy diferente a los que se usan en los cohetes Falcon 9 de SpaceX. Estos propulsores crean empuje impulsando gas a presión, mientras que los eléctricos producen un plasma cargado que emite iones para empujar una nave hacia adelante. Según los informes, el motor eléctrico desarrollado por SpaceX es más potente que los propulsores de iones de rejilla convencionales y podría impulsar misiones tripuladas a Marte y más allá. También podría reducir el tiempo de viaje de la carga con destino al espacio porque requiere menos propulsor, cuyo lanzamiento en órbita puede ser costoso. La tecnología aún se está probando y se necesita un mayor desarrollo antes de que esté lista para el vuelo espacial. Se ha enviado para revisión por pares y los expertos de la NASA creen que tiene potencial, al menos en papel.

¿Podemos realmente viajar en el espacio a velocidades tan altas?

Algunos dicen que es imposible viajar a altas velocidades por el espacio, pero eso no ha impedido que Elon Musk afirme que puede hacerlo. Su idea es crear un motor a la velocidad de la luz que nos lleve a Marte en tan solo 70 días. Tal motor desafía la física y significaría viajar a más de 300 000 kilómetros por segundo, pero ¿por qué decidió hacerlo? ¿Por qué la NASA lo eligió para financiar su idea? Y si Elon puede lograr lo que dice que es posible, ¿qué podríamos lograr en el espacio? Para responder a estas preguntas, examinemos cómo funcionan los motores de velocidad de la luz.

Hay algunas formas en que podríamos viajar a la velocidad de la luz, pero primero, debemos entender cómo funciona la luz. A medida que viaja por el espacio, cada átomo en su camino interactúa con él. Esto lo ralentiza e incluso lo detiene por completo si no hay nada por lo que pasar. Debido a estas interacciones, la luz tiene una velocidad máxima de 186 000 millas por segundo, lo que significa que es lo más rápido que puede atravesar el espacio vacío. Dado que nada puede viajar más rápido que la luz sin romper las reglas de la física, si queremos alcanzar una estrella distante en nuestro tiempo de vida, debemos encontrar otra forma de llegar allí además de viajar directamente hacia ella.

¿A qué distancia estamos de la velocidad de la luz?

La forma actual en que medimos la velocidad es la distancia en el tiempo. Para viajar a la velocidad de la luz, o 186 000 millas por segundo, debe acelerar más allá de esa velocidad hasta que su velocidad sea de 186 000 MP y luego mantenerla allí durante un tiempo infinito. Esta velocidad se conoce como c y fue definida por Albert Einstein en su teoría de la relatividad especial. Todavía no hemos alcanzado lo que la mayoría considera la velocidad de la luz, aunque muchos experimentos y teorías sugieren que algún día podremos acercarnos a ella o incluso superarla durante nuestra vida.

Hasta hace muy poco, se aceptaba generalmente que nada en nuestro estado actual de tecnología podría comenzar a moverse a una velocidad cercana a lo que consideramos la velocidad de la luz. Algunas estimaciones nos ubican a miles o incluso decenas de miles de años de distancia de alcanzarlo. Dicho esto, a menudo nos sorprende lo que la ciencia y la tecnología pueden lograr y los científicos ahora han logrado hacer un motor capaz de alcanzar solo el 10% de la velocidad de la luz, desafiando estas suposiciones previas sobre lo que es posible para nuestras capacidades tecnológicas. en el día y la edad de hoy. La invención de un motor que pudiera alcanzar velocidades tan altas nos permitiría viajar por el espacio de manera mucho más eficiente que antes.

La competencia

Si bien llevará algún tiempo perfeccionarlo, si la NASA se sale con la suya, dentro de una década podríamos ver viajes espaciales mucho más rápidos gracias a su revolucionario motor Light Speed. Aunque actualmente no hay información sobre contra quién competirán. (NASA) Los dos mayores competidores en los viajes espaciales comerciales son SpaceX y Blue Origin; estas empresas están enfocadas en entrar en órbita y más allá utilizando nueva tecnología desarrollada por el fundador Elon Musk (SpaceX) y el cofundador de Amazon, Jeff Bezos (Blue Origin). Las tres empresas se han encontrado con diferentes niveles de éxito hasta el momento; Blue Origin acaba de probar con éxito su motor de cohete BE-4 la semana pasada, mientras que SpaceX también lanzó recientemente su cohete Falcon Heavy, aunque eso no terminó tan bien como esperaban ya que uno de sus cohetes cayó a la Tierra.

Tanto SpaceX como Blue Origin han dado grandes pasos agigantados en los viajes espaciales, con SpaceX haciendo historia hace unos años cuando se convirtió en una de las tres únicas empresas privadas en lanzar una nave espacial en órbita y devolverla a salvo a la Tierra. De hecho, a principios de este año, SpaceX lanzó su cohete más poderoso hasta el momento con planes de enviar dos turistas alrededor de la luna el próximo año; si todo va según lo planeado, serán solo dos de los siete ciudadanos privados que abandonarán la órbita de la Tierra. (CNBC) Las tres compañías están haciendo todo lo posible para que los viajes espaciales sean algo común, sin embargo, como Blue Origin y SpaceX dicen que se enfocan en el transporte en lugar del turismo, la NASA bien podría estar considerando enviar personas más lejos de lo que cualquiera de las compañías ha planeado. por.

Pensamientos finales

El motor de Musk representa un gran salto en la capacidad de la humanidad para atravesar el espacio y un gran punto de progreso para la humanidad. La tecnología podría revolucionar nuestra capacidad de viajar entre otros planetas, explorar partes más profundas de nuestro sistema solar e incluso abandonar nuestra galaxia. Si tiene éxito, Elon Musk pasará a la historia no solo como una de las figuras más populares de Silicon Valley, sino también como un gigante entre científicos e ingenieros por igual. ¡Este es definitivamente un momento emocionante para estar vivo!

¿Pero qué es exactamente? ¿Como funciona? Para obtener respuestas a estas preguntas y más, aquí hay algunas cosas importantes que debe saber sobre el motor de Elon Musk: qué es, cómo funciona y por qué ha sido tan difícil para otros lograrlo hasta ahora. La tecnología detrás de los viajes a hipervelocidad ha existido durante bastante tiempo, pero siempre había parecido una quimera. Para viajar más rápido que la luz, algo a lo que los científicos se refieren como velocidad superlumínica, necesitas una forma de aumentar drásticamente la velocidad de un objeto a través del espacio.

Aunque los físicos saben desde hace años que solo se puede viajar más rápido que la luz usando un agujero de gusano o un motor warp, los humanos nunca han logrado ninguno de estos. Incluso con las mejores mentes en múltiples campos enfocados en el problema, nuestra tecnología más avanzada aún no pudo alcanzar esas velocidades. Sabíamos lo que necesitábamos, pero no sabíamos cómo hacerlo funcionar. Pero, ahora podríamos tener una manera de llegar allí. Las ramificaciones del nuevo motor de Musk podrían ser enormes no solo para la exploración espacial sino también aquí en la Tierra.

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