Los viajes espaciales interestelares no tendrán éxito sin un mejor sistema de frenos

Una de las claves más importantes para hacer posible los viajes interestelares en el espacio es construir algo que pueda ir rápido, muy rápido. Otra cosa que no es tan obvia? Accionando eficientemente los frenos.

Aunque el objetivo del viaje espacial es viajar distancias lo más rápido posible, el diseño debe basarse en la misión. Si está tratando de viajar al equivalente cosmológico de Bumfuck, en ninguna parte, detenerse rápidamente no es tan importante, ni siquiera tiene que construir un mecanismo de frenado para su nave espacial.

Pero ese no es exactamente el punto del viaje espacial. Tú quieres ir a alguna parte - ya sea porque estás tratando de estudiar un sistema desde lejos, o estás tratando de aterrizar en un mundo nuevo y explorarlo en la superficie.

En cualquier caso, debes asegurarte de que puedes reducir la velocidad de tu nave espacial para no saltarte en un abrir y cerrar de ojos (o peor, chocar contra algo). Si solo estás haciendo un sobrevuelo, como por ejemplo. la Nuevos horizontes La sonda se está realizando en el cinturón de Kuiper con Plutón y otros mundos: aún debe ir lo suficientemente lento para recopilar datos que valgan la pena. Si estás tratando de entrar en el espacio orbital de un planeta, entonces seguro debe asegurarse de que se está moviendo lo suficientemente lento como para no quemarse simplemente en la atmósfera de ese mundo, o estrellarse contra la superficie como un asteroide sin sentido de la santidad.

Las aeronaves que viajan a través de los cielos de la Tierra usan el arrastre para disminuir la velocidad. No hay gases que puedas aprovechar para frenar.

Entonces, ¿cómo frenar? Una técnica empleada por los ingenieros, llamada aerofrenado, aprovecha la gravedad. Básicamente, una nave espacial debería cambiar su velocidad a medida que entra en una órbita elíptica alargada en su destino. Esto ocurre combinando un sistema de propulsión inversa (es decir, disparando fuego por la parte delantera de la nave espacial) con la propia gravedad y la atmósfera del planeta. Si la atmósfera es espesa, entonces una sola pasada orbital debería ser eficiente para reducir la velocidad de la nave espacial. Si es delgado o inexistente, entonces varios pases orbitales trabajarán para frenar la nave lo suficientemente bien como para que finalmente entre en una órbita estable alrededor del planeta o la luna que se está investigando.

Pero esto no es fácil. Por ejemplo, lograr una órbita final y estable alrededor de Marte toma seis meses adicionales después Una nave espacial ya ha alcanzado el planeta rojo. Si su sistema de propulsión está basado en sustancias químicas, entonces las atmósferas más delgadas significan que tiene que gastar más combustible para reducir la velocidad y ayudar al proceso de aerofrenado. Esos costos son mucho más altos si estás tratando de aterrizar en la superficie.

Y cuando se trata de sistemas de propulsión de vehículos espaciales renovables, que aún están en desarrollo, los mecanismos de frenado están aún menos pensados. Por ejemplo, echemos un vistazo a la iniciativa Breakthrough Starshot, que planea enviar nanocraft a Alpha Centauri a aproximadamente un quinto de la velocidad de la luz, utilizando un haz de luz que empuja las velas solares de una nave espacial hacia adelante.

Las velas solares podrían ser una forma fantástica de propulsión de naves espaciales para vehículos livianos. Solo confías en el poder del sol para hacerte avanzar. Pero entonces tienes una pregunta más grande con la que lidiar: ¿cómo disminuyes la velocidad? Al igual que una vela normal, la idea sería permitir que la forma de la vela se reconfigure a sí misma de modo que también pueda usar la energía del sol para disminuir la velocidad.

Eso es mucho Es más fácil decirlo que hacerlo. Después de todo, si su plan es viajar a un nuevo sistema estelar, no tendrá control en tiempo real de la navegación de la nave espacial. También tienes que lidiar con la luz de otra estrella que interactúa con la vela. Avanzar hacia ese sistema significa que probablemente te diriges hacia esa estrella (o estrellas) primero.

Otros expertos están tratando de modificar el sistema de aerofrenado de una manera que aproveche las nuevas formas de tecnología. Una de las ideas más extrañas es la magnetosfera, un proyecto recién financiado como parte de los próximos premios de la Fase II de la NASA a través de su Programa de Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA. Propuesto por la compañía MSNW con sede en Redmond, Washington, el plan es crear un escudo de plasma magnetizado alrededor de una nave espacial que interactúe con la atmósfera de un planeta de destino y ayude a reducir la velocidad del vehículo incluso más de lo que lo haría un sistema de aerofraking convencional. El concepto funciona como un paracaídas invisible.

Por supuesto, esta idea es totalmente conceptual en este momento. Las plantas de MSNW usarán su donación de $ 500,000 para avanzar en la investigación para hacer que la magnetosfera funcione, pero quién sabe si se acercarán a lograr un prototipo funcional.

Mientras tanto, el frenado continúa siendo una consideración de diseño pasada por alto cuando se trata del desarrollo de una nave espacial. No hay duda de que la velocidad es esencial, pero es importante recordar que es como cuando conducimos autos aquí en la Tierra: ir rápido solo nos lleva a la fatalidad si no podemos reducir la velocidad hasta detenerse.