jueves, 28 de diciembre de 2017

Motores A Reacción De Plasma Que Podrán Llevarte Directo Al Espacio


¿Será el inicio del fin de los motores a reacción basados en combustibles fósiles?  En unos años podríamos ir del suelo al borde del espacio usando solo electricidad y aire.
Los motores a reacción crean impulso al combinar aire comprimido con combustible y encendiéndolos por medio de una chispa. La mezcla encendida se expande rápidamente y sale por la parte posterior, proporcionando empuje.
En vez de combustible tradicional, el motor de plasma utiliza electricidad para crear campos electromagnéticos. Estos comprimen y activan un gas (aire o argón) convirtiéndolo en plasma el cual es un estado denso y ionizado muy similar al encontrado en un reactor de fusión o en una estrella.
Los motores de plasma han estado estancados en los laboratorios por mas de diez años. Y la investigación sobre ellos ha sido limitada a la propulsión de satélites.
Berkant Göksel de la Universidad Técnica de Berlin y su equipo, desean adaptar turbinas de plasma a los aviones. “Queremos desarrollar un sistema que pueda operar por encima de los 30 kilómetros de altura donde las turbinas convencionales no pueden funcionar,” dijo. Podrían llevar pasajeros mas allá del borde de la atmósfera.
El reto era desarrollar una turbina de plasma con toma de aire que pudiera servir tanto para despegue como para vuelos a grandes altitudes.
Las turbinas de plasma suelen ser diseñadas para operar en el vacío o en la baja presión hallada en la alta atmósfera donde tienen que llevar un suministro de gas. Pero ahora, Goksël y su equipo han probado un modelo de turbinas que puede operar en el aire a una presión de 1 atmósfera. “Somos los primeros en producir poderosas turbinas de plasma al nivel del suelo,” dice Goskël. “Estas turbinas pueden alcanzar velocidades de hasta 20 kms/s.”
Actualmente el impulso por plasma esta siendo aplicado a los satélites. Imagen: NASA
El equipo uso ráfagas de descargas eléctricas para encender la mezcla. Una técnica similar usada en las turbinas de combustión, haciéndolas más eficientes que las turbinas encendidas por combustible. “Esto puede extender el rango de cualquier aeronave y bajar los costos operacionales,” dijo Jason Cassibry de la universidad de Alabama.
Aun hay varios problemas por solucionar antes de que estos motores impulsen un avión. Para empezar, el equipo probó micro impulsores de 80 milímetros de longitud y un avión comercial necesitaría 10 mil de esos para poder volar, lo que haría el diseño demasiado complicado para una nave de ese tamaño. El equipo de Goksël planea empezar con aviones pequeños, por ahora. Entre 100 y 1000 turbinas podrían ser suficientes para un avión pequeño, y el equipo lo ve mas factible.
Otra gran limitación es la falta de baterías livianas. Para generar el plasma, y mantenerlo, se requiere mucha electricidad. “Una fila de impulsores requiere su propia planta de poder que debe ser montada en la aeronave, lo que es tecnológicamente imposible en la actualidad,” dijo Dan Lev del Instituto de Tecnología de Israel.  La fuente de poder también evitaría que los impulsores individuales puedan ser de mayor tamaño. Hacerlos mas grandes reduciría su numero para impulsar el avión pero también requerirían mas poder.

Goksël espera poder reducir los reactores de fusión para poder impulsar su sistema. Otras soluciones serian paneles solares  o transmisión inalámbrica de energía directamente a las turbinas. Mientras tanto, él piensa en aviones híbridos, en los cuales el plasma podría funcionar en combinación con motores de combustión por detonación a través de un pulso o incluso propulsores tipo cohetes para ahorrar combustible.

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