EL MOTOR DE
PLASMA
El Motor de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable “VASIMR” es un nuevo tipo de
propulsor espacial eléctrico. En el VASIMR®, un gas como el
argón, xenón, o el hidrógeno se inyecta en un tubo rodeado por un magneto y una
serie de dos antenas de ondas de radio (RF) o “acopladores”. Los acopladores
trasforman el gas frío en plasma super calentado, y el campo magnético en
expansión al final del cohete convierte el movimiento térmico de las partículas
del plasma en un flujo dirigido.
Principios de operación
El principal
propósito del primer acoplador RF es convertir el gas en plasma por ionización,
es decir, sacarle un electrón a cada átomo del gas. Después se tiene un
"plasma frío", aunque su temperatura se aproxima a la de la
superficie del sol. Esta mezcla compuesta de electrones y los átomos de los que
fueron separados (iones), se prepara para la aceleración en la segunda etapa.
Donde había átomos de un gas neutro, ahora hay iones y electrones, eléctricamente
cargados, y estas partículas con carga en movimiento interactúan con los campos
magnéticos. El campo magnético puede visualizarse como líneas que atraviesan el
cohete con iones en órbita alrededor de cada línea.
El segundo acoplador de RF se llama sección de calentamiento ión ciclotrón
o ICH. Esta es una técnica utilizada en los experimentos de fusión para
calentar el plasma a temperaturas similares a la del núcleo del sol. Las ondas
de radio impactan los iones y electrones a lo largo de sus órbitas alrededor de
las líneas de campo de forma similar a una persona que empuja otra en un
columpio, resultando en un movimiento acelerado y a mayor temperatura. La
sección VASIMR® ICH calienta el plasma a más de un millón de
grados Kelvin, o 200 veces la temperatura de la superficie del sol.
El movimiento
térmico de los iones en torno a las líneas de campo es sobre todo perpendicular
a la dirección de avance del cohete, y no contribuye a la propulsión. El cohete
depende de su tobera magnética para convertir el momento orbital de los iones
en momentum lineal útil para la propulsión. Conforme las líneas de campo
magnético se expanden, las rutas espirales de los iones en torno a sus líneas
de campo se alargan, resultando en velocidades de iones del orden de 100,000
mph (50,000 m/s).
Nacho Ruiz Puchol
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