La exploración espacial avanza hacia Marte
Viajar a la luna fue un gran logro, pero el desafío de llegar a Marte es considerablemente mayor. La distancia entre la Tierra y Marte oscila entre 33 millones y 249 millones de millas, lo que convierte a los sistemas de propulsión que nos llevaron a la luna en inadecuados para esta nueva misión.
En este contexto, Taylor Hampson, estudiante de maestría en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear (NSE), se encuentra inmerso en una investigación patrocinada por la NASA sobre la propulsión térmica nuclear (NTP). Este método innovador utiliza energía nuclear para calentar un propulsor, como el hidrógeno, a temperaturas extremadamente altas, expulsándolo a través de una boquilla. Según Hampson, esto podría reducir significativamente los tiempos de viaje a Marte en comparación con los cohetes químicos. “Puedes obtener el doble de eficiencia o más de un motor de propulsión nuclear con la misma potencia”, afirma.
Explorando la propulsión térmica nuclear
Para comprender el trabajo de Hampson, es fundamental realizar un breve repaso sobre las técnicas de propulsión de cohetes. Estas se dividen en tres categorías principales: química, donde se genera empuje mediante la combustión; eléctrica, que utiliza campos eléctricos para acelerar partículas cargadas; y nuclear, que emplea energía nuclear para proporcionar la propulsión necesaria.
Dentro del ámbito nuclear, existen dos subcategorías: la propulsión eléctrica nuclear, que genera electricidad para acelerar el propulsor, y la propulsión térmica nuclear (NTP), que es el enfoque que Hampson investiga. Una ventaja significativa de NTP es su capacidad para ofrecer el doble de eficiencia (o más) en comparación con su equivalente químico. Sin embargo, también enfrenta desafíos relacionados con costos y regulaciones. “No ha habido una misión que justifique hasta ahora el costo más elevado”, señala Hampson.
A medida que se vislumbra una misión humana a Marte —la NASA planea enviar astronautas al planeta rojo tan pronto como en la década de 2030—, la NTP podría estar lista para recibir atención renovada.
Un futuro prometedor
Crecido en la Costa Espacial de Florida y observando lanzamientos del transbordador espacial, Hampson desarrolló desde joven un interés por la ciencia. Aunque inicialmente indeciso sobre su carrera, finalmente optó por ingeniería aeroespacial tras completar su licenciatura en Georgia Tech. Su experiencia incluye pasantías en empresas tecnológicas espaciales como Blue Origin y Stoke Space, así como su participación en el equipo de cohetes de Georgia Tech.
Al buscar continuar sus estudios de posgrado, eligió al MIT, convencido de que ofrecía una combinación excepcional en educación nuclear y aeroespacial. En este prestigioso instituto trabaja bajo la dirección del profesor Koroush Shirvan, quien también investiga sobre NTP junto a NASA.
Hampson ha tenido la oportunidad de avanzar en sus investigaciones sobre motores de propulsión térmica nuclear gracias a un proyecto iniciado durante una pasantía en NASA. “La propulsión nuclear es avanzada y estoy trabajando en lo que viene después. Es casi futurista”, comenta entusiasmado.
Desafíos técnicos por superar
A pesar del atractivo del NTP, su implementación presenta complicaciones significativas. A diferencia de los motores de combustión simples, los motores nucleares no pueden encenderse o apagarse rápidamente debido al riesgo de fallos materiales por cambios bruscos de temperatura. Además, requieren tiempo adicional para enfriarse tras su operación debido al calor generado por la descomposición nuclear.
Hampson está modelando todo el sistema del motor cohete —incluyendo el tanque y la bomba— para analizar cómo interactúan diversos parámetros entre sí. Esta evaluación integral es crucial ya que diferentes configuraciones pueden influir notablemente en el rendimiento del motor. Para facilitar sus cálculos y optimizar simulaciones, utiliza un modelo simplificado unidimensional que le permite seguir los efectos variables sobre parámetros como temperatura y presión durante toda la operación del motor.
Una carrera llena de retos
A lo largo de su trayectoria académica, Hampson ha enfrentado momentos decisivos que le han llevado a enfocarse plenamente en lo que espera sea su vocación profesional definitiva: contribuir al avance tecnológico necesario para misiones espaciales ambiciosas.
No obstante las dificultades personales —como una fractura sufrida mientras entrenaba para maratones— Hampson mantiene una actitud positiva ante los retos. “Aprendí que eres mucho más capaz de lo que piensas”, reflexiona mientras recuerda su accidente.
Esa misma sed por enfrentar desafíos es lo que le llevó a investigar sobre propulsión térmica nuclear. “Es un campo con muchas áreas aún por desarrollar; hay muchos problemas sin resolver”, concluye Hampson con determinación.
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