Se espera que en la próxima década se concreten misiones tripuladas al planeta rojo, por parte de Estados Unidos, China y quizás otros países: un nuevo cohete nuclear podría ser crucial para lograrlo
Concepción artística de un cohete nuclear bimodal que realiza el viaje a la Luna, Marte y otros destinos del Sistema Solar. / Crédito: NASA.
Pablo Javier Piacente
23 FEB 2025
Una nueva clase de sistema de propulsión nuclear bimodal desarrollada en la NASA podría reducir los tiempos de viaje a Marte a solo 45 días. Un tránsito de seis semanas y media reduciría el tiempo total de las misiones a meses en lugar de años, disminuyendo significativamente los principales riesgos asociados con los viajes a Marte, incluida la exposición a la radiación, el tiempo que se pasa en microgravedad y los problemas de salud relacionados.
Como parte del programa de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA para 2023, la agencia espacial estadounidense seleccionó un concepto de cohete nuclear que se basa en una nueva clase de sistema de propulsión nuclear bimodal, que emplea un "ciclo topping de rotor de olas”. La propuesta se denomina "Bimodal NTP/NEP with a Wave Rotor Topping Cycle" y fue presentada por el profesor Ryan Gosse, de la Universidad de Florida. La innovación podría reducir el tiempo de viaje a Marte a solo 45 días.
Según una publicación de la NASA, este diseño bimodal permite el tránsito rápido de misiones tripuladas a Marte, la Luna y otros destinos, prometiendo revolucionar la exploración del espacio profundo de nuestro Sistema Solar. Aunque la propulsión eléctrica nuclear y térmica nuclear (NEP/NTP) se identifica como la tecnología de propulsión preferida para las misiones tripuladas y ha sido investigada por la NASA y otras agencias espaciales durante décadas, aún presenta limitaciones que impiden su puesta en práctica.
El futuro de los viajes espaciales y la propulsión nuclear
La propulsión nuclearse reduce esencialmente a dos conceptos, los cuales se basan en tecnologías ya probadas en el ámbito experimental: por un lado se encuentra la propulsión nuclear-térmica (NTP), que consiste en un propulsor de hidrógeno líquido (LH 2) combinado con un reactor nuclear. El sistema produce gas de hidrógeno ionizado (plasma) que luego se canaliza a través de boquillas para generar empuje.
Por otro lado, la propulsión nuclear-eléctrica (NEP), se basa en un reactor nuclear para proporcionar electricidad a un propulsor con motor de iones, que genera un campo electromagnético capaz de ionizar y acelera un gas, como por ejemplo el xenón, para desarrollar empuje. Como ambos sistemas tienen ventajas y limitaciones, la NASA apunta a conceptos bimodales, que puedan integrar ambos sistemas.
De acuerdo a un artículo publicado en Universe Today, la nueva propuesta de Gosse exige un diseño bimodal basado en un reactor NERVA de núcleo sólido, que proporcionaría un impulso específico capaz de duplicar el rendimiento actual de los cohetes químicos. El ciclo propuesto también incluye una sobrealimentación de ondas de presión, o Wave Rotor (WR), una tecnología utilizada en los motores de combustión interna que aprovecha las ondas de presión producidas por las reacciones del sistema, para comprimir el aire y ganar eficiencia.
Reducir tiempos y riesgos
En la actualidad, los cohetes con propulsores químicos son los más utilizados: trabajan mediante reacciones químicas exotérmicas, que producen gas caliente que se utiliza para impulsarlos y generar empuje. Si las misiones tripuladas a Marte se basaran en esta tecnología de propulsión convencional, podrían durar hasta tres años. Dichas misiones se lanzarían cada 26 meses, cuando la Tierra y Marte están más cerca, en un fenómeno conocido como Oposición de Marte. En ese caso, los viajes durarían un mínimo de seis a nueve meses.
Por el contrario, si el proyecto del nuevo cohete nuclear bimodal pudiera ponerse en práctica, un viaje de 45 días o seis semanas y media reduciría notablemente el tiempo total de las misiones, derivando en que se concreten en algunos meses en lugar de durar varios años. Además de los beneficios económicos y de recursos, la reducción temporal disminuiría la mayor parte de los riesgos relativos a la salud de los astronauta y el personal técnico, relacionados con la exposición a la radiación o el tiempo que se vive en condiciones de microgravedad.
La propuesta es una de las 14 seleccionadas para pasar a una nueva etapa de desarrollo, en la que se buscará madurar la tecnología y los métodos involucrados. Otras propuestas dentro del mismo programa incluyeron sensores innovadores, instrumentos y técnicas de fabricación y sistemas de energía, entre otros adelantos.
(Una primera versión de este artículo se publicó el 20 de enero de 2023).
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