¿Podemos usar hidrógeno interestelar como combustible para viajes interestelares?

Según tengo entendido, el espacio no está completamente vacío. De hecho, entre los vacíos del espacio hay moléculas o tal vez átomos individuales de hidrógeno simplemente flotando. Entiendo que recolectar cantidades masivas de esto desde el espacio sería una tarea difícil; sin embargo, si pudiéramos refinar la tecnología para usar propulsores de hidrógeno y crear un dispositivo de recolección que recolectara los esporádicos átomos de hidrógeno rebeldes que flotan en el espacio para reabastecer nuestras reservas, ¿podríamos viajar por el espacio a nivel interestelar indefinidamente?

Una segunda parte a la pregunta de si por alguna razón la primera es completamente inverosímil. Si la ingesta de hidrógeno no es suficiente para reponer las reservas que tenemos, ¿sería posible recolectar lo que podamos del espacio interestelar y luego llenarlo con hidrógeno de un cometa, asteroide, estrella o planeta (oide) cercano cuando nos quedamos cortos?

Preguntas muy previsoras, lo sé, pero una pregunta real al fin y al cabo.

Si hay moléculas o átomos "flotando", no tienen la misma velocidad y dirección que la nave espacial. No toda la energía necesaria para acelerarlos en la dirección deseada podría usarse para impulsar la nave espacial.

Respuestas (3)

En teoría, es posible recolectar combustible de un espacio casi vacío, el estatorreactor Bussard es un ejemplo de un motor diseñado para hacer precisamente eso. El principio es que usas campos magnéticos para recolectar y concentrar átomos de hidrógeno del casi vacío del espacio, y luego un cohete de fusión convertiría parte de esto en propulsión para aumentar la velocidad y un reactor de fusión convertiría parte en energía para mantener los campos. El resto se almacenaría en tanques. Para que esto sea autosuficiente, necesitarías ir a una proporción significativa de la velocidad de la luz para que la cantidad de hidrógeno recolectado del espacio sea mayor que el combustible necesario para mantener los campos de recolección. Entonces, para empezar, tendría que tener algo de combustible para poder ir lo suficientemente rápido.

Ahí es donde entra la segunda parte de su pregunta: ¿hay fuentes de combustible de hidrógeno en el espacio? Sí, el hidrógeno es el elemento más abundante, hay mucho por ahí. Todo lo que necesitas es encontrar un poco de agua y dividirla por electrólisis, aunque también podrías liberar hidrógeno de otros compuestos. Una vez que tenga energía de fusión de hidrógeno, estas acciones serían razonablemente económicas.

Entonces, si la tecnología realmente funciona, podría ir de una estrella a otra usando un estatorreactor bussard, usar sus reservas de combustible para reducir la velocidad, explorar (comerciar, desperdiciar, etc.), luego encontrar una fuente de hidrógeno para reponer sus reservas e ir al siguiente estrella Solo asegúrate de no terminar en un sistema solar sin suficiente materia o nunca volverás a ponerte en marcha.

EDITAR : Todo esto es muy teórico, ya sea que funcione o no, depende de la eficiencia con la que pueda recolectar hidrógeno, la cantidad de energía que pueda obtener del cohete, etc. De todos modos, está mucho más allá de las capacidades técnicas actuales.

Gracias por su respuesta. Encontré que la parte sobre la recolección de hidrógeno en relación con la velocidad de la nave es especialmente perspicaz. ¡Este concepto abriría (literalmente) un universo de posibilidades! ¡Gracias!
¡Me alegro de que lo hayas encontrado interesante!
Hay algunas vastas suposiciones en esta "respuesta" ...
Concepto interesante. Creo que la eficiencia de un sistema de este tipo también dependería de la densidad del hidrógeno, donde sería cosechado/recolectado/extraído, es decir, el número de átomos de hidrógeno en un volumen dado de espacio.
La respuesta enlaza con el artículo de wikipedia sobre el concepto de estatorreactor Bussard, pero el artículo de WP básicamente dice que el concepto no funciona.
No dice que no funcionará, más que no saben cómo hacerlo funcionar. Es una pregunta teórica.

El problema es que el mecanismo de recolección tiende a producir más arrastre que empuje. Robert Zubrin y Dana Andrews demostraron que esto hace que la propulsión de naves estelares tipo Bussard Ramjet sea poco práctica.

De hecho, este tipo de mecanismo es tan bueno para producir resistencia que en realidad funciona bien para desacelerar una nave espacial una vez que llega a su destino, lo que significa que la nave espacial puede transportar una carga útil más grande o viajar más rápido. Esto se llama la vela magnética. Un poco de historia aquí .

En cuanto a la cantidad de hidrógeno en el espacio interestelar, en la actualidad las estimaciones afirman que aunque la densidad varía. Podría ser tan alto como 1 átomo por centímetro cúbico en algunas regiones. Lo que significaría que la pala magnética debería ser lo suficientemente grande como para recolectar suficiente combustible para alimentar los diversos sistemas a bordo, así como para alimentar el vehículo y almacenar para regiones como los sistemas planetarios que tendrán densidades de hidrógeno mucho más bajas. Una vez que un vehículo alcance el espacio interestelar y los efectos de la gravedad planetaria se reduzcan, la necesidad de hidrógeno como combustible disminuirá. Por supuesto, en este punto todo es una conjetura ya que la mayoría de la masa de una galaxia está ubicada en regiones del espacio interestelar, y con la masa viene la gravedad. Como no podemos ver esta masa (materia oscura y energía oscura), no tenemos idea de qué esperar.

La ciencia en esta respuesta es incorrecta. La discusión de la gravedad está completamente fuera de lugar. La gravedad no es relevante para los viajes interestelares, básicamente porque las energías cinéticas están muy fuera de proporción con los potenciales gravitacionales involucrados.