Impulso Drive: subvelocidad en Star Trek

Los Trekkies han ayudado a definir el universo de ciencia ficción, junto con la tecnología que el Star Trek series, libros y películas prometen. Una de las tecnologías más buscadas de esos programas es la motor warp. Ese sistema de propulsión se usa en las naves espaciales de muchas especies en el Trekiverse para atravesar el galaxia en tiempos increíblemente cortos (meses o años en comparación con los siglos que tomaría "simplemente" la velocidad de la luz). Sin embargo, no siempre hay una razón para usar motor warp, y así, a veces las naves en Star Trek usar impulso potencia para ir a una velocidad inferior a la de la luz.

Hoy, las misiones exploratorias usan cohetes químicos para viajar por el espacio. Sin embargo, esos cohetes tienen varios inconvenientes. Requieren grandes cantidades de propelente (combustible) y generalmente son muy grandes y pesados. Motores de impulso, como los que se muestran para existir en la nave. Empresa, adopta un enfoque ligeramente diferente para acelerar una nave espacial. En lugar de usar reacciones químicas para moverse por el espacio, usan un reactor nuclear (o algo similar) para suministrar electricidad a los motores.

Esa electricidad supuestamente alimenta grandes electroimanes que usan la energía almacenada en los campos para impulsar la nave o, más probablemente, sobrecalentar el plasma que luego es colimado por fuertes campos magnéticos y escupa la parte posterior de la nave para acelerarlo adelante. Todo suena muy complejo, y lo es. En realidad es factible, pero no con la tecnología actual.

Efectivamente, los motores de impulso representan un paso adelante de los actuales cohetes de propulsión química. No van mas rapido que la velocidad de la luz, pero son más rápidos que cualquier cosa que tengamos hoy. Probablemente sea solo cuestión de tiempo antes de que alguien descubra cómo construirlos y desplegarlos.

¿Podríamos algún día tener motores de impulso?

La buena noticia sobre "algún día" es que la premisa básica de un impulso es sonido cientificamente. Sin embargo, hay algunos problemas a considerar. En las películas, las naves estelares pueden usar sus motores de impulso para acelerar a una fracción significativa de la velocidad de la luz. Para alcanzar esas velocidades, la potencia generada por los motores de impulso tiene que ser significativa. Ese es un gran obstáculo. Actualmente, incluso con energía nuclear, parece poco probable que podamos producir suficiente corriente para alimentar tales unidades, especialmente para tan grandes barcos. Entonces, ese es un problema a superar.

Además, los espectáculos a menudo representan los motores de impulso que se utilizan en atmósferas planetarias y en nebulosas, nubes de gas y polvo. Sin embargo, cada diseño de unidades de impulso depende de su funcionamiento en el vacío. Tan pronto como la nave estelar entre en una región de alta densidad de partículas (como una atmósfera o una nube de gas y polvo), los motores quedarían inútiles. Entonces, a menos que algo cambie (¡y no pueda cambiar las leyes de la física, Capitán!), Los impulsos de impulso permanecen en el ámbito de la ciencia ficción.

Las unidades de impulso suenan bastante bien, ¿verdad? Bueno, hay un par de problemas con su uso como se describe en la ciencia ficción. Uno es dilatación del tiempo: Cada vez que una nave viaja a velocidades relativistas, surgen preocupaciones sobre la dilatación del tiempo. A saber, ¿cómo se mantiene constante la línea de tiempo cuando la nave viaja a velocidades cercanas a la luz? Desafortunadamente, no hay forma de evitar esto. Es por eso que los motores de impulso a menudo están limitados en ciencia ficción a aproximadamente el 25% de la velocidad de la luz donde los efectos relativistas serían mínimos.

El otro desafío para tales motores es dónde operan. Son más efectivos en el vacío, pero a menudo los vemos en Trek cuando entran en atmósferas o atraviesan nubes de gas y polvo llamadas nebulosas. Los motores como se imaginan actualmente no funcionarían bien en tales entornos, por lo que ese es otro problema que tendría que resolverse.

Sin embargo, no todo está perdido. Las unidades de iones, que utilizan conceptos muy similares a la tecnología de impulsión, se han utilizado a bordo de naves espaciales durante años. Sin embargo, debido a su alto uso de energía, no son eficientes para acelerar las embarcaciones de manera muy eficiente. De hecho, estos motores solo se utilizan como sistemas de propulsión primarios en una embarcación interplanetaria. Eso significa que solo las sondas que viajan a otros planetas llevarían motores de iones. Hay una unidad de iones en la nave espacial Dawn, por ejemplo, que apunta al planeta enano Ceres.

Dado que las unidades de iones solo necesitan una pequeña cantidad de propulsor para funcionar, sus motores funcionan continuamente. Entonces, si bien un cohete químico puede acelerar la velocidad de una nave, rápidamente se queda sin combustible. No tanto con una unidad de iones (o unidades de impulso futuras). Un motor de iones acelerará una nave durante días, meses y años. Permite que la nave espacial alcance una mayor velocidad máxima, y ​​eso es importante para el trekking a través del sistema solar.

Todavía no es un motor de impulsos. La tecnología de accionamiento iónico es ciertamente una aplicación de la tecnología de accionamiento por impulso, pero no coincide con la capacidad de aceleración fácilmente disponible de los motores representados en Star Trek y otros medios de comunicación.

Los futuros viajeros espaciales pueden usar algo aún más prometedor: la tecnología de impulsión de plasma. Estos motores usan electricidad para sobrecalentar el plasma y luego lo expulsan por la parte posterior del motor utilizando potentes campos magnéticos. Tienen cierta similitud con los accionamientos de iones en el sentido de que usan tan poco propulsor que pueden funcionar durante largos períodos de tiempo, especialmente en relación con los cohetes químicos tradicionales.

Sin embargo, son mucho más poderosos. Podrían impulsar la nave a una velocidad tan alta que un cohete impulsado por plasma (utilizando la tecnología disponible en la actualidad) podría llevar una nave a Marte en poco más de un mes. Compare esta hazaña con los casi seis meses que le tomaría a una nave tradicionalmente impulsada.

Lo es Star Trek niveles de ingeniería? No exactamente. Pero definitivamente es un paso en la dirección correcta.

Si bien aún no tenemos unidades futuristas, podrían suceder. Con un mayor desarrollo, ¿quién sabe? Tal vez los impulsos impulsivos como los que se muestran en las películas algún día sean una realidad.

Editado y actualizado por Carolyn Collins Petersen.