La NASA dio un paso significativo hacia las misiones tripuladas a Marte al probar con éxito, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el sur de California, un propulsor electromagnético que funciona con litio y alcanzó una potencia récord de 120 kilovatios, la más alta jamás registrada en pruebas realizadas en Estados Unidos.
De acuerdo con el administrador de la agencia, Jared Isaacman, esta tecnología se perfila como el fundamento de futuras expediciones que transportarán astronautas y naves robóticas hacia el planeta rojo y otros puntos del sistema solar.
A diferencia de ensayos previos, este prototipo logró superar con creces las capacidades de los propulsores eléctricos actualmente en servicio en la flota de la agencia espacial.
La primera puesta en marcha de este propulsor entregó información técnica clave para la siguiente fase de experimentación, consolidando los planes de la NASA para crear sistemas de propulsión más eficientes, resistentes y adecuados para viajes prolongados.
El equipo del Laboratorio de Propulsión Eléctrica del JPL, según reportó NASA, consiguió en cinco encendidos consecutivos que el electrodo central de tungsteno llegara a temperaturas superiores a los 2.800 grados Celsius (5.000 grados Fahrenheit).
Estas pruebas se realizaron en la única instalación en Estados Unidos con capacidad para evaluar motores que emplean vapor metálico como propelente, simulando el vacío del espacio y bajo un exigente régimen energético.
El administrador de la NASA, Jared Isaacman, destacó el avance técnico logrado con esta tecnología y su importancia estratégica:
«En la NASA trabajamos en muchos proyectos a la vez y no hemos perdido de vista Marte. El buen desempeño de nuestro propulsor en esta prueba demuestra un progreso real hacia el envío de un astronauta estadounidense al Planeta Rojo. Esta es la primera vez en Estados Unidos que un sistema de propulsión eléctrica opera a niveles de potencia tan altos, alcanzando hasta 120 kilovatios. Continuaremos realizando inversiones estratégicas que impulsarán ese próximo gran salto».
Los motores eléctricos que han impulsado misiones recientes, como Psyche, aprovechan la energía solar para acelerar gases, produciendo un empuje pequeño pero constante que logra altas velocidades tras meses de operación. En cambio, el propulsor evaluado en el JPL es de tipo magnetoplasmodinámico (MPD) y emplea vapor de litio metálico como combustible, lo que lo distingue sustancialmente de los sistemas actuales.
Esta tecnología ha sido investigada desde la década de 1960, pero nunca antes se había probado en funcionamiento ni a estos niveles de potencia. El motor MPD se caracteriza por manejar corrientes eléctricas extremadamente altas que interactúan con campos magnéticos, acelerando electromagnéticamente el plasma de litio, un principio diferente de la simple ionización de gases nobles empleada en los propulsores convencionales.
Durante la prueba, el propulsor llegó a picos de 120 kilovatios, más de 25 veces la potencia máxima de los motores eléctricos de la nave Psyche, que actualmente ostenta el récord operativo de la NASA. La aceleración gradual de Psyche en el vacío le permite alcanzar velocidades de hasta 124.000 millas por hora (199.500 kilómetros por hora), pero el MPD incrementa de forma significativa el empuje y la eficiencia energética.
El científico principal del experimento, James Polk, investigador sénior del JPL, relató que el diseño y la construcción de estos prototipos tomaron dos años antes de lograr la primera prueba exitosa:
«Es un momento crucial para nosotros, ya que no solo demostramos que el propulsor funciona, sino que también alcanzamos los niveles de potencia previstos. Y sabemos que contamos con una buena plataforma de pruebas para empezar a abordar los retos de la ampliación de escala».
Polk observó el ensayo desde una pequeña abertura hacia el interior de la cámara de vacío, de 8 metros de largo y enfriada por agua, donde la boquilla exterior del propulsor brilló intensamente, generando una columna de humo rojo. Polk cuenta con una amplia trayectoria en propulsión eléctrica: participó en las misiones Dawn y Deep Space 1, que fueron las primeras en probar motores eléctricos más allá de la órbita terrestre.
Hacia la propulsión de alta potencia: potencial para Marte y el sistema solar
La meta a mediano plazo del equipo del JPL es escalar los prototipos hasta alcanzar potencias de entre 500 kilovatios y 1 megavatio por propulsor. La resistencia de los materiales será crucial, ya que trabajar a temperaturas tan altas exige que los componentes mantengan su integridad estructural durante largos períodos: una misión tripulada a Marte requeriría entre 2 y 4 megavatios de potencia, lo que implicaría operar múltiples motores MPD de forma continua, acumulando más de 23.000 horas de funcionamiento.
Los propulsores MPD alimentados con litio ofrecen ventajas combinadas: eficiencia en el uso del propelente, capacidad para altas potencias y un empuje considerablemente superior al de los motores eléctricos actuales. Si se completa su desarrollo y se integran fuentes de energía nuclear complementarias, estos sistemas podrían reducir de forma significativa la masa de lanzamiento de misiones de larga duración, además de soportar las cargas científicas y logísticas necesarias para una expedición tripulada a Marte.
La propulsión eléctrica ya ofrece un consumo de combustible mucho menor que los cohetes tradicionales: en términos comparativos, utiliza hasta un 90 % menos de propelente para recorrer una distancia similar. Los propulsores actuales, como los de la misión Psyche, se fundamentan en este principio, alcanzando altísimas velocidades mediante una aceleración gradual en el vacío.
Los propulsores magnetoplasmodinámicos representan el siguiente hito tecnológico en este campo, al incorporar la aceleración de plasmas metálicos mediante campos magnéticos intensos. La selección del litio como material propulsor se debe a sus propiedades físicas y eficiencia, aspectos esenciales para el rigor operativo y la sostenibilidad de una misión de varios años.
El equipo del JPL, según relató James Polk a NASA, ha centrado su investigación en superar los límites térmicos y energéticos anteriores, con el objetivo de cumplir los requisitos fundamentales de futuras misiones tripuladas a Marte. La combinación de alta potencia, eficiencia energética y escalabilidad distingue a esta tecnología como candidata para definir la próxima generación de motores espaciales.
Con estos recientes avances, la NASA consolida su liderazgo en el desarrollo de tecnologías de propulsión, orientando tanto la exploración robótica como la tripulada del sistema solar hacia metas que hasta hace poco parecían inalcanzables.
Fuente: Infobae