La agencia espacial estadounidense, NASA, está trabajando en el desarrollo de un sistema de propulsión avanzado con el objetivo de facilitar, en un futuro, el transporte de seres humanos hacia Marte. Aunque los motores iónicos no representan una tecnología nueva, ya que han sido utilizados ampliamente por diversos satélites para mantener la estabilidad de sus órbitas y en misiones de menor escala como la de la nave Psyche, la meta actual es incrementar significativamente su potencia para hacer viables los viajes tripulados a largo plazo.
Hasta el momento, el motor iónico más potente empleado en misiones espaciales fue el de la misión Psyche, el cual permitió alcanzar una velocidad de 200.000 kilómetros por hora. No obstante, científicos de la NASA han llevado a cabo pruebas recientes en la Tierra utilizando un propulsor magnetoplasmadinámico alimentado por litio. Este nuevo sistema funciona mediante una corriente eléctrica que interactúa con un campo magnético para acelerar un propelente basado en iones de litio. Para realizar estas pruebas, los investigadores utilizaron una cámara de vacío con una longitud de 8 metros.
Los resultados de estas experimentaciones han sido prometedores, alcanzando una potencia de 120 kilovatios. Esta cifra representa un incremento de 25 veces la potencia obtenida con el motor de la misión Psyche. A pesar de este avance, la NASA reconoce que esta potencia sigue siendo insuficiente para transportar humanos a Marte. Por ello, tras el éxito de las pruebas iniciales, el equipo de investigación planea escalar el proceso tecnológico hasta lograr motores que alcancen los 4 megavatios. Según los expertos, la implementación de varios motores con esa capacidad sí podría ser suficiente para conquistar el planeta rojo.
Desde un punto de vista técnico, el funcionamiento de un motor iónico se basa en una cámara de vacío donde un campo electromagnético se encarga de acelerar átomos cargados eléctricamente a través de una tobera, lo que genera el empuje necesario para el desplazamiento. Estos átomos cargados constituyen el propelente iónico. Si bien el xenón ha sido el material utilizado tradicionalmente para este propósito, la NASA ha comenzado a explorar el uso de plasmas metálicos, integrando así el litio en sus nuevos diseños.
Esta tecnología presenta ventajas competitivas muy claras frente a la propulsión química tradicional. En primer lugar, los motores impulsados por iones consumen un 90% menos de propelente, lo que optimiza drásticamente los recursos de la nave. En segundo lugar, aunque estos motores comienzan su marcha con una velocidad muy baja, tienen la capacidad de seguir acelerando durante periodos prolongados debido a la ausencia de fricción en el vacío del espacio. Esta característica les permite alcanzar velocidades finales extremadamente altas, razón por la cual han sido tan efectivos para que los satélites ajusten sus órbitas.
A pesar de los avances, existe un desafío técnico pendiente: la fuente de energía. Para activar el campo electromagnético se requiere una cantidad considerable de electricidad que, habitualmente, se obtiene a través de placas solares. Sin embargo, en misiones hacia destinos muy profundos en el espacio, donde la luz solar es limitada, las placas solares resultan insuficientes. Debido a esto, la NASA considera que el motor iónico debe complementarse con propulsores nucleares, una tecnología que la agencia y otras organizaciones han estado estudiando.
En este sentido, la NASA ha logrado avances con el Space Reactor-1 Freedom, una nave espacial impulsada por energía nuclear cuyo lanzamiento inicial está programado para el año 2028. La combinación de energía nuclear y propulsión iónica de alta potencia sería la clave para alcanzar Marte.
Finalmente, el paso de un prototipo a un motor escalable requiere de una inversión económica considerable. Jared Isaacman, administrador de la NASA, ha señalado que son necesarias inversiones estratégicas y la recepción de la financiación adecuada para poder escalar la tecnología a los niveles de megavatios deseados. No obstante, los investigadores mantienen el optimismo, ya que los primeros cinco encendidos de este prototipo inicial se han desarrollado a la perfección.
