Los combustibles químicos líquidos y sólidos en los cohetes son muy caros e ineficientes. He oído hablar de las velas solares, pero ¿cuáles son los combustibles de viaje espacial más realistas que se utilizarán en el futuro para acercarse a la velocidad de la luz?
En muchos sentidos, esta es una cuestión de tecnología, en lugar de física, pero veamos algunos límites impuestos por la física.
Ese es el asesino de los cohetes de combustión rápida. Todavía los usamos para el lanzamiento desde la superficie porque pueden desarrollar el empuje necesario (nuestros motores de alta eficiencia (impulsores iónicos y similares) son todos de bajo empuje en la actualidad).
Eso sugiere una de dos estrategias:
La tecnología de vela está, al menos en principio, al alcance de nuestra competencia actual, pero construir y operar uno capaz de viajar interestelarmente de manera eficiente está más allá del Producto Planetario Bruto actual. Los mechones de estrellas son un subconjunto de las velas, pero requieren una experiencia considerable en nanotecnología antes de que sean útiles incluso para la exploración.
Una segunda desventaja de las velas para viajar a otro punto de partida en persona es que cuentas con los políticos y legisladores que dejaste atrás para seguir financiando tu viaje...
Los ram-scoops son un gran desconocido, ya que aún no sabemos cómo construirlos. Un cálculo de BOTE para una pala de ariete de fusión de hidrógeno ingenua y mínima limita su velocidad máxima a aproximadamente el 14% de c (bajo el supuesto de arrastre máximo de que el combustible debe descansar en relación con la nave).
Escribí un libro semi-popular sobre este tema hace un par de años:
Mucho de esto se resolvió. Ilustro el cohete relativista y la vela de fotones. La vela de fotones es claramente la más razonable de estas dos. También sugiero usar nanosondas aceleradas electromagnéticamente, donde millones de sondas diminutas se envían hacia otra estrella, con la perspectiva de que algunas puedan establecerse allí y construir una especie de colonia robótica. La vela solar es capaz de alcanzar una , o . , aunque una cifra más realista es o sobre . Este análisis implica el desplazamiento hacia el rojo de la luz en el marco de la embarcación de vela, etc. Para lograr esto, es necesario colocar grandes lentes de Fresnel en el espacio que coliman la luz hacia la vela.
No tiene mucho sentido enviar sondas hacia sistemas extrasolares más rápido que , o . El tiempo ahorrado se vuelve más pequeño y los costos de energía enormes. A la sonda tiene tanta energía cinética como su masa en reposo, lo que sería una hazaña considerable de lograr. En , y las sondas podrían enviarse dentro de la vecindad interestelar y las señales regresarían en un tiempo razonable.
El concepto ramjet es útil en mi opinión por una razón principal. Supongamos que se empaquetan varios instrumentos en una nave espacial con una aceleración de una gravedad o mayor. Estos instrumentos miran al CMB y quizás a los detectores de partículas. La máquina alcanza un alto con el fin de sondear el universo como apareció antes. El CMB estaría desplazado hacia el azul en el IR, y tal vez otros detectores que puedan detectar partículas de interacción débil que pasan a través del período temprano dominado por la radiación del universo. Esto es bastante especulativo, pero tal vez no imposible en principio.
La forma más realista es deshacerse de los humanos y dejar que los robots viajen. No comen y pueden pasar 1.000.000 de años en vuelo sin aburrirse demasiado. De esta manera se puede lograr incluso con la tecnología actual. ;-)
Para que los viajes espaciales sean realmente asequibles, la única forma realista es usar explosiones termonucleares. La tecnología es relativamente barata y está disponible, pero es peligrosa y debe ser controlada estrictamente por grandes gobiernos estables. Esto lo pone fuera del alcance del desarrollo comercial, y existen problemas bien conocidos con los proyectos controlados por el gobierno con respecto a la eficiencia. Esto hace que sea poco plausible que veamos algo así realizado pronto o bien realizado. Dado que este es un problema de organización política humana, no de tecnología, no lo discutiré más.
Ignorando la política y la economía, el proyecto orión propuso una nave propulsada por productos de explosión termonuclear, que produce presiones de ablación de productos a temperaturas que son simplemente inalcanzables con cualquier combustible químico. Esta tecnología no es especulativa de ninguna manera, y ciertamente permite viajes económicos factibles a cualquier punto del sistema solar en una escala de tiempo de unas pocas semanas. Un Orion grande puede ser del tamaño de un edificio de oficinas, puede protegerse de la radiación de rayos cósmicos y podría construirse en unos pocos años a un costo de unos pocos miles de millones de dólares, sin necesidad de innovación tecnológica.
La idea de que más descubrimientos científicos van a funcionar mejor que Orión no es muy realista. En realidad, es notable que sepamos cómo fabricar dispositivos Teller-Ulam. Cuando la gente considera cosas del tipo orión hoy en día, sueñan con una fusión por confinamiento inercial, pero incluso si esto funciona, requerirá un enorme láser en la nave, que será pesado y requerirá que la nave transporte una potencia ridículamente pesada. fuente. El confinamiento inercial también es un sueño. Pero las explosiones provocadas por el plutonio son una realidad, y parece un desperdicio rechazar las aplicaciones pacíficas de esta tecnología debido a las pesadillas de la guerra fría que todos solían tener.
Supongo que uno podría desarrollar algún tipo de enfoque similar a un tirachinas junto con algún otro enfoque utilizando la atracción gravitacional de las estrellas. Mi mejor suposición es mirar las tecnologías que aún no se han descubierto o desarrollado. La discusión actual parece limitada a la teoría existente. Considere si ocurrió una discusión similar hace 100 años acerca de colocar todos mis discos fonográficos en un solo dispositivo que pudiera llevar conmigo y escuchar a mi antojo las diferentes selecciones que contiene. Fácilmente podríamos estar hablando de mini discos, apilados en un tubo con múltiples agujas en cada disco. La tecnología de lo que se convertiría en un reproductor de MP3 nunca se le ocurriría a nadie en la discusión. Por eso disfruto -bueno- de la ciencia ficción que trata de proponer una teoría que va mucho más allá de la comprensión actual y convencional. I'
Una pregunta divertida para los fanáticos de la ciencia ficción. Desde que las cuerdas empezaron a parecerse a la Teoría del Todo me han fascinado las dimensiones extra. Es la analogía de una hormiga en un laberinto bidimensional. Si ve la tercera dimensión, puede trepar y estar a millones de hormigas de distancia de su camino bidimensional hasta ese punto.
Entonces, el TOE será muy divertido una vez que se encuentre y se establezca. Incluso si todas las dimensiones adicionales están enrolladas, cada partícula en nuestras cuatro dimensiones existe también en esas dimensiones enrolladas. Quién sabe lo que el futuro puede traer en tecnología. La mejor apuesta entonces es ir a toda máquina y encontrar el TOE, antes de comenzar estos viajes preocupándose por el combustible.
Daniel Chisholm