Proponen cohetes híbridos con propulsión por láser

Científicos y los escritores de ciencia ficción han soñado con naves espaciales propulsadas por haces de luz en lugar de combustibles convencionales. Ahora, un nuevo método para mejorar el empuje generado por sistemas de propulsión láser puede llevarlos un paso más hacia el uso práctico.

El método, desarrollado por los físicos rusos Yuri Rezunkov, del Instituto de Ingeniería de instrumentos optoelectrónicos, y Alexander Schmidt, del Instituto Técnico de Física Ioffe en San Petersburgo, se describe en Applied Optics, revista de la Sociedad de Óptica.
Actualmente, la velocidad máxima de un vehículo espacial está limitada por la cantidad de combustible sólido o líquido que pueda llevar. Lograr mayor velocidad significa que debe quemarse más combustible, con el inconveniente de representar más peso para la nave. Estas cargas pesadas pueden reducirse, sin embargo, si un láser --situado en una ubicación remota, y no realmente en la nave espacial-- se utiliza para proporcionar fuerza de propulsión adicional.
Se han propuesto varios sistemas que pueden producir tal propulsión láser. Uno de los más prometedores implica un proceso llamado ablación por láser, en el que un haz láser pulsado golpea una superficie, la calienta y quema material para crear lo que se conoce como una pluma, una columna de plasma de partículas cargadas que fluyen fuera de la superficie. La emanación del plasma genera un empuje adicional para propulsar la nave.
POR ENCIMA DE MACH 10
En su estudio, Rezunkov y Schmidt describen un nuevo sistema que integra un sistema de propulsión de ablación por láser con las boquillas de chorro de gas de una nave espacial. Combinando los dos sistemas, los investigadores encontraron que se puede aumentar la velocidad del flujo de gas fuera del sistema a velocidades supersónicas, mientras que se reduce la cantidad de combustible quemado.
Los investigadores muestran que la eficacia de las técnicas de láser de propulsión de corriente está limitada por factores que incluyen la inestabilidad de los gases supersónicos a medida que fluyen a través de la boquilla de gas, así como la producción de ondas de choque que "ahogan" la entrada de la boquilla, reduciendo el empuje.
Sin embargo, esos efectos se pueden reducir con la ayuda de una pluma de plasma láser de ablación que se redirige para que fluya cerca de las paredes interiores de la boquilla. El acoplamiento de la ablación con chorro de flujo de gas supersónico a través de la boquilla mejora significativamente la orientación general generada por la boquilla.
"Resumiendo los datos obtenidos, podemos prever la aplicación de las técnicas de propulsión láser supersónicas no sólo para el lanzamiento de pequeños satélites a órbitas de la Tierra, sino también para la aceleración adicional de aviones supersónicos para alcanzar Mach 10 y más", dijo Rezunkov.



Fuente


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