David Burns, un ingeniero del Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, propuso un motor conceptual para viajes espaciales que no utiliza propulsión a chorro y viola la ley de conservación del impulso. El principio de operación es utilizar la corrección relativista para el impulso de un cuerpo en rápido movimiento, según una presentación publicada en el servidor de NASA.

Todos los motores utilizados en la industria espacial actual son reactivos: se mueven debido a la expulsión de un chorro de materia en la dirección opuesta a la dirección del movimiento. Típicamente, se utilizan motores químicos en los que se emiten los productos de la reacción de un combustible y un oxidante. También se utilizan motores de iones, en los que los iones son acelerados por campos electromagnéticos, pero su empuje es pequeño.

Hace unos años, se discutió activamente el “motor imposible” EmDrive. Sus componentes principales eran un resonador de cobre truncado en forma de cono y un magnetrón, una fuente de microondas. Según los creadores, la forma asimétrica del resonador condujo al establecimiento de oscilaciones electromagnéticas específicas en el interior, que ejercieron un poco más de presión sobre la base ancha que sobre la estrecha, lo que resultó en tracción. Por el momento, no hay una decisión final sobre la operabilidad del aparato, pero en la mayoría de los estudios, no se encontró el efecto declarado.

La propuesta

Ahora, Burns publicó un diagrama de un motor completamente diferente, cuyo funcionamiento desde el punto de vista de la ley de conservación del impulso también es discutible. El principio de operación es usar la corrección relativista al impulso cuando se mueve a una velocidad cercana a la luz, lo que debería permitir que el cuerpo dentro del motor ejerza periódicamente una presión variable en las paredes opuestas.

El principio de funcionamiento del nuevo motor se puede entender desde el análogo clásico: el peso dentro de la caja. Si un peso sin fricción se mueve dentro de la cavidad y se refleja desde sus paredes, entonces les da un impulso periódicamente. Sin embargo, las leyes de la mecánica newtoniana prohíben que el centro de masa del sistema se mueva; si se mira desde afuera, la caja oscilará alrededor de la posición de equilibrio.

Sin embargo, si imaginamos la situación de que las propiedades del peso cambian dependiendo de la dirección del movimiento, entonces podrá ejercer un efecto diferente en las paredes opuestas, lo que eventualmente se acumulará y acelerará gradualmente todo el sistema. En la física clásica, tal fenómeno es imposible, pero Burns propone eludir esta limitación debido a los efectos de la Teoría Especial de la Relatividad.

Motor en espiral

Según esta teoría, el impulso de un cuerpo no solo es producto de la masa y la velocidad, también es necesario multiplicar este valor por el factor gamma, que a bajas velocidades está muy cerca de la unidad. Además, cuando la velocidad tiende a aumentar, la luz aumenta.

Según el concepto, el peso debe ser reemplazado por un anillo de iones, que debe acelerarse cuando todo el rayo se mueva en una dirección y, desacelerarse en caso ocurra lo contrario. En este caso, la instalación se vuelve similar a un acelerador de partículas con un campo magnético, por lo que los caminos de las partículas tomarán una forma espiral. Esta circunstancia es la base del nombre que el autor le dio a su «motor en espiral» (Helical Engine).

Para evaluar el empuje del motor, Burns proporciona resultados de simulación para parámetros específicos. En este ejemplo, la longitud de la cavidad es de 120 metros, el radio pequeño en el que giran los iones después de la desaceleración es de aproximadamente 3.2 metros, y el grande es de 3.5 metros.

En la simulación, se utilizaron partículas alfa (núcleos de helio), cuya velocidad varió del 99% al 99.05% de la velocidad de la luz, que corresponde a factores gamma de 7.09 y 7.26. En total, había aproximadamente 1.6 × 1012 partículas en el haz, y el campo magnético varió de 13.16 a 13.79 Tesla. Como resultado del funcionamiento de dicho motor, Burns afirma que el empuje total es de aproximadamente un Newton con un consumo total de energía de 165 megavatios.

Sincrotrón

En conclusión, el autor escribe que su idea es en realidad el lanzamiento al espacio de un sincrotrón, que consume megavatios de energía para generar una pequeña tracción, lo que no es justificación suficiente para la construcción.

Sin embargo, potencialmente el sistema tiene un impulso específico extremadamente alto, que teóricamente le permite acelerar casi a la velocidad de la luz. Al mismo tiempo, Burns deja la pregunta con la ley de conservación sin respuesta: sugiere que puede llevarse en forma de radiación, pero no hay una claridad final.

Anteriormente, Google intentó reproducir un experimento que buscaba probar la fusión nuclear fría y cuando se completó el proyecto, el resultado fue cero.

Fuente: nmas1.org