martes, 5 de enero de 2010

Motor de plasma está listo para prueba final

En Houston, Texas, el laboratorio de Ad Astra Rocket –la compañía que lidera el físico y astronauta costarricense Franklin Chang Díaz– se prepara para una emocionante semana.

La gran cámara de vacío del laboratorio, de diez metros de largo y cuatro metros de diámetro, tiene en su interior al VX-200: el prototipo del VASIMR, el motor de propulsión de plasma que Chang esbozó hace tres décadas para poder realizar viajes espaciales de forma más rápida y económica, y, por ende, para poder explorar sitios lejanos del sistema solar.

De los planos, la máquina ya pasó a ser una realidad. El equipo de Chang está listo para hacer la prueba final luego de aplicar los principios físicos según los cuales el motor funciona en prototipos de menos potencia y con algunos componentes similares, mas no iguales, a los del motor que puede viajar en el espacio.

El VX-200 que espera en la cámara –que ahora ya recrea las condiciones del espacio exterior– es un motor con todos los componentes que necesita el VASIMR para volar en el espacio.

La misión que se inicia esta semana consiste en encender el motor y ponerlo a funcionar, primero a baja potencia y luego a más alta para ver si pasa la prueba final en la Tierra: funcionar a su máxima potencia de 200 kilovatios.

La prueba. “Estamos en la recta final, eso es claro”, señaló emocionado Chang. A primera hora de mañana se iniciará el proceso de enfriamiento del magneto superconductor, un proceso que durará tres días pues ese es el tiempo que los criorrefrigerantes demoran en llevar el aparato a la bajísima temperatura en la que funciona: 5° Kelvin (-268° Celsius).

El magneto superconductor es el corazón del motor y el encargado de crear un potente campo magnético capaz de convertirse en el recipiente del calentísimo plasma. Esta sopa de iones, de más de 50.000° Celsius, es el agente que crea la poderosa aceleración del motor.

Dicho magneto ha sido la pieza más demorada del experimento. Encargado a la empresa británica Scientific Magnetics, este componente llegó a los laboratorios de Ad Astra Rocket en febrero último, con más de un año de retraso.

No obstante, el magneto pasó todas las pruebas y ahora afronta la más grande de todas: funcionar en conjunto con el VX-200.

El monumental experimento al que se enfrentan a partir de mañana Franklin Chang y su equipo, llega casi cuatro años después de que, en julio del 2005, él se separó de la NASA para fundar Ad Astra Rocket y establecer laboratorios de su compañía en Texas y Guanacaste con el objetivo de llevar al espacio su motor.

“Una vez que demostremos el disparo a 200 kilovatios, el VX-200 habrá cumplido su misión: demostrar la operación a los 200 kilovatios con un sistema superconductor completamente integrado en el motor. Eso sería un paso importantísimo para la compañía”, señaló Chang.

Si se conquistara ese hito, el camino quedaría despejado para construir el motor que será probado en vuelo, en la Estación Espacial Internacional según los acuerdos suscritos entre Ad Astra Rocket y la NASA en diciembre del año pasado.

Nuevo récord para el VASIMR: 149,2 kilovatios
El retraso en la entrega de los magnetos superconductores afectó al cronograma del equipo de Franklin Chang; pero, en lugar de quedarse esperando la pieza, el grupo siguió adelante, probando el desempeño de los otros componentes del motor y usando un magneto no superconductor.El 9 de abril, culminaron las pruebas con ese magneto interino y se logró un récord en potencia para el experimento: 149,2 kilovatios.En el proceso, también se obtuvo un valioso conocimiento sobre el motor. Por un lado, se pudo observar el desprendimiento del plasma. Aunque los cálculos matemáticos predecían que el plasma que genera el motor se desprende de la máquina en la dirección correcta, estas pruebas demostraron que, en efecto, ocurre así.Por otra parte, también se encontró que el empuje del chorro de plasma del motor es un 10% mayor de lo calculado.

Potente motor. El motor de plasma (VASIMR) funciona de forma similar a la de un cohete químico tradicional, en el que, con ayuda de un combustible, se crea una explosión que viaja por la tubería del cohete y produce la aceleración que hace que el vehículo se desplace. Sin embargo, en lugar de combustible, se acelera el plasma, el cuarto estado de la materia, que se obtiene al calentar un gas con una antena de radiofrecuencia formando una sopa de iones a más de 50.000° C.Como el plasma es tan caliente, no existe un material capaz de contenerlo. En el diseño de Chang, un campo magnético se encarga de formar el recipiente para el plasma, pero debe ser un campo magnético muy potente que solo se logra usando magnetos superconductores que trabajan a -268° C. Así, en un espacio muy pequeño, deben convivir temperaturas extremas