En un hito reciente de la exploración espacial, la NASA y el Jet Propulsion Laboratory (JPL) llevaron a cabo pruebas de un prototipo de motor eléctrico que funciona con vapor de litio. Este avance, realizado en el Electric Propulsion Lab de JPL, podría allanar el camino para sistemas de propulsión eléctrica de megavatios y apoyar misiones humanas a Marte, además de misiones robóticas a lo largo del sistema solar.

La prueba, efectuada el 24 de febrero, alcanzó niveles de potencia sin precedentes en Estados Unidos para un motor de este tipo, con disparos que dejaron ver un plenum de plasma a alta temperatura y un fulgor característico en la salida del derramador. En cinco igniciones, el electrodo tungsteno del eje central se encendió en un tono blanco brillante, alcanzando temperaturas superiores a los 2.800 °C. Este rendimiento se realizó dentro de la cámara de vacío de CoMeT (Propulsión de Metal Condensable), una instalación nacional que permite ensayos seguros de motores que emplean propulante en vapor de metal a potencias de megavatios.

El equipo está desarrollando un motor magnetoplasmadinámico (MPD) alimentado por litio, una tecnología estudiada desde los años sesenta que nunca había volado en operación regular. A diferencia de los cohetes químicos de alto impulso, los motores eléctricos proporcionan empuje continuo con un consumo de propulsante mucho menor. Los MPD permiten acelerar el plasma litio mediante corrientes elevadas y un campo magnético, logrando así fuerzas específicas superiores y un rango de operación más eficiente para misiones prolongadas.

El directorio de este esfuerzo, coordinado por JPL en colaboración con Princeton University y NASA Glenn Research Center, está financiado por el Space Nuclear Propulsion de NASA. El objetivo inmediato es efectuar una serie de pruebas para entender la escalabilidad de la tecnología y, a medio plazo, acercarse a potencias entre 500 kilovatios y 1 megavatio por unidad. Para misiones humanas a Marte, podría requerirse entre 2 y 4 megavatios de potencia, lo que implicaría un conjunto de motores MPD trabajando en conjunto y operando durante miles de horas.

La prueba también destaca la función de JPL como laboratorio de referencia para motores de propulsión eléctrica de alto rendimiento. James Polk, científico sénior en JPL, señala que este hito no solo demuestra que el motor funciona, sino que también confirma la viabilidad de un banco de pruebas sólido para abordar los desafíos de escalado. En el entorno de vacío, el motor Liberty se enciende con una salida visible de llamas rojas y un flujo de plasma que ilustra la dinámica de la conversión de energía.

Ventajas y próximos pasos
– Eficiencia propulsiva: la propulsión eléctrica utiliza menos propulsante que la propulsión química para lograr un empuje equivalente, lo que podría reducir la masa de lanzamiento y aumentar la capacidad de carga útil.
– Potencia a gran escala: la investigación apunta hacia rangos de potencia que permitirían configuraciones multi-motor para misiones interestelares y de exploración avanzada.
– Desafíos técnicos: mantener la integridad de componentes a altas temperaturas durante largas horas de prueba y garantizar la fiabilidad en ambientes de espacio profundo son focos prioritarios.

El progreso de MPD litio-fuente y su eventual integración con fuentes de energía nuclear eléctrica podría reconfigurar los requisitos de misión para Marte, reduciendo cargas útiles y abriendo la posibilidad de tripulaciones permanentes en objetivos más lejanos. Este trabajo, que reúne a JPL, Princeton y Glenn, representa un paso importante en la evolución de la propulsión eléctrica de alta potencia y su aplicación práctica en la exploración humana del sistema solar.

Para quienes deseen profundizar en el tema, NASA mantiene recursos y actualizaciones sobre estas iniciativas en su portal dedicado a la propulsión eléctrica y nuclear, así como en comunicados de prensa de JPL.

Contacto de prensa
– Melissa Pamer, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA
– melissa.pamer@jpl.nasa.gov

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