La NASA desarrolla un propulsor para misiones espaciales a planetas lejanos

La NASA ha anunciado recientemente que su nuevo propulsor iónico, llamado Hélice de Xenón Evolucionario (NASA’s Evolutionary Xenon Thruster, NEXT, por sus siglas en inglés) que ha sido operado continuamente durante más de 43.000 horas (cinco años).

Se trata de avance muy importante, teniendo en cuenta que los propulsores de iones son considerados los sistemas más avanzados y eficientes de propulsión en el espacio. Hoy en día es la mejor forma de energía que se puede utilizar para largas misiones espaciales en otros planetas. Con una duración de funcionamiento de al menos cinco años ya demostrada, los próximos motores serán capaces de propulsar otra generación de naves a misiones más lejanas.

¿Qué es la propulsión iónica?

Los propulsores iónicos, tal y como su nombre lo indica, contienen un haz de iones (moléculas o átomos con carga eléctrica) que sale de una boquilla a alta velocidad y se utiliza para la propulsión. En el caso de NEXT, la operación es bastante simple. El xenón, un gas noble, se rocía en una cámara. Un cañón (similar al tubo de rayos catódicos de un televisor) dispara electrones contra los átomos de xenón, creando un plasma de iones negativos y positivos. Los iones positivos se difunden en la parte baja de la cámara, donde las rejillas del acelerador altamente cargadas captan los iones y los impulsan fuera del motor, creando un empuje. La energía para accionar el 'cañón iónico' puede ser generada por paneles solares o por un generador termoeléctrico de radioisótopos; es decir, una batería nuclear como en la nave Curiosity.

Ventajas y desventajas

La desventaja de los propulsores iónicos es que la cantidad de empuje producido es minúscula. Los propulsores de este tipo más avanzados son capaces de generar un empuje total de 0,5 newtones (equivalente al empuje de unas monedas en una mano), mientras que los propulsores químicos (que portan casi todas las naves espaciales lanzadas) o de los satélites o sondas espaciales alcanza cientos miles de newtones.

Sin embargo, y esto es lo que hace a los propulsores iónicos tan interesantes, el rendimiento de este tipo de combustible que es de 10 a 12 veces mayor que los propelentes químicos. Obviamente, para los viajes espaciales largos, la eficiencia del combustible es muy importante.

Por ello su uso para lanzar las naves espaciales desde la Tierra es imposible. Sin embargo, en condiciones de ingravidez es posible acelerar una nave hasta velocidades inalcanzables por otros tipos de plantas propulsoras existentes.

Perspectivas

Dado que un propulsor iónico tiene un empuje muy bajo, tiene que funcionar más de 10.000 horas para acelerar lentamente una nave espacial a las velocidades necesarias para alcanzar el cinturón de asteroides o más allá.

El propulsor iónico NEXT ha sido operado por más de 43.000 horas, es decir la hélice ha procesado más de 770 kilogramos de xenón y puede proporcionar a la nave un empuje total de 30 millones de newtones por segundo. Es una buena noticia, aunque la velocidad máxima eventual de una nave espacial propulsada por un motor de iones ronda unos 321.000 kilómetros por hora.