La carrera hacia Marte no solo está en manos de robots y naves no tripuladas. Actualmente, la NASA se plantea un futuro en el que los viajes espaciales tripulados sean una realidad en un tiempo mucho más corto gracias a innovadoras tecnologías de propulsión. Mientras que la nave Perseverance tardó unos siete meses en alcanzar el planeta rojo, un nuevo sistema basado en la propulsión eléctrica nuclear (NEP) podría reducir drásticamente estos tiempos, abriendo la puerta a misiones con humanos.
La propulsión eléctrica nuclear es un sistema de propulsión que utiliza un reactor nuclear para generar energía eléctrica que alimenta motores eléctricos que impulsan un vehículo o nave. Este sistema es comúnmente utilizado en submarinos y algunos buques de guerra. El reactor nuclear produce calor mediante la fisión de átomos de uranio, y este calor se convierte en electricidad a través de generadores o turbinas. La ventaja principal es su alta eficiencia energética y la capacidad de operar durante largos periodos sin necesidad de reabastecimiento de combustible, lo que lo hace ideal para misiones de larga duración o en entornos donde el acceso a combustibles tradicionales es limitado.
Reduciendo los tiempos de viaje a la mitad
Para comprender el reto, basta recordar que un viaje a Marte puede llevar entre siete y nueve meses, dependiendo de la nave y de la posición relativa de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol. Además, las misiones tripuladas enfrentan el problema de las ventanas de lanzamiento; los momentos óptimos se presentan cada 26 meses, cuando la distancia entre la Tierra y Marte es la menor.
Esto implica que una misión de ida y vuelta podría durar aproximadamente cuatro años, teniendo en cuenta también el tiempo que los astronautas pasarían en el planeta. Sin embargo, con la implementación de la propulsión eléctrica nuclear, los ingenieros del Centro de Investigación Langley de la NASA afirman que sería posible reducir este lapso a tan solo dos años.
El proyecto, denominado MARVL (Radiadores Ensamblados Modulares para Vehículos de Propulsión eléctrica nuclear), está pensado para desarrollar un vehículo de tránsito al espacio profundo, conocido como Deep Space Transport, durante la próxima década.
La idea fundamental de este sistema es que un reactor nuclear genera electricidad, que se utiliza para ionizar o cargar positivamente un propulsor gaseoso, produciendo así el empuje necesario para el viaje. No obstante, uno de los grandes retos de esta tecnología es que sus componentes deben ensamblarse en el espacio.
Uno de los elementos cruciales de MARVL es su sistema de disipación de calor, una estructura que, una vez desplegada, ocupará el tamaño aproximado de un campo de fútbol. La solución que plantean los ingenieros es dividir este sistema en módulos independientes, que puedan ser ensamblados robóticamente en el espacio.
Amanda Stark, ingeniera de transferencia de calor en NASA Langley y principal investigadora de MARVL, explica: que "al hacer esto, eliminamos el intento de encajar todo el sistema en la cofia del cohete, lo que nos permite aligerar el diseño y optimizarlo de forma considerable."
Este planteamiento es necesario, ya que tratar de plegar un sistema tan extenso en una carga útil lo suficientemente pequeña para caber dentro de la cofia de un cohete no es viable. Aunque la NASA ya ha desplegado estructuras complejas, como el espejo del Telescopio Espacial James Webb (JWST), cuya anchura es de 6,5 metros, el sistema de disipación de calor de MARVL es mucho mayor y su diseño supone un reto de ingeniería considerable.
La modularidad y la capacidad de ensamblaje robótico abren nuevas posibilidades. Los componentes podrían lanzarse al espacio en cualquier orden y combinación, lo que confiere mayor flexibilidad al proceso. En este sentido, la robótica espacial se perfila como una herramienta fundamental en la construcción de futuras naves.
La experiencia y la investigación en tecnología aeroespacial del Centro de Investigación Langley son los pilares sobre los que se sustenta el ambicioso proyecto MARVL. La NASA ha asignado al equipo del proyecto MARVL dos años para perfeccionar esta idea, tras lo cual se espera contar con una demostración a pequeña escala en tierra.