China arriba al motor sin reacción para viajes espaciales profundos

EmDrive: China reclama su éxito con este motor "sin reacción" para el viaje espacial
La NASA también tiene grandes esperanzas para este motor teórico
Por Jeffrey Lin y P.W. Singer - Popular Science 

EmDriveLa primera propuesta por Roger Shawyer, el EmDrive crea un campo electromagnético aniostropic en la cavidad de microondas, confiando en su campo direccional para inducir el movimiento (por lo menos en teoría).

Es una pieza de tecnología del espacio que suena casi demasiado bueno para ser verdad. La unidad electromagnética "sin reacción", o EmDrive para abreviar, es un motor impulsado únicamente por radiación electromagnética confinada en una cavidad de microondas. Tal motor violaría la ley de la conservación del impulso produciendo la acción mecánica sin intercambiar la materia. Pero desde 2010, tanto Estados Unidos como China han estado vertiendo recursos serios en estos aparentemente imposibles motores. Y ahora China afirma que su hecho un avance clave.
El Dr. Chen Yue, Director de Tecnología de Satélites Comerciales de la Academia China de Tecnología Espacial (CAST), anunció el 10 de diciembre de 2016 que no sólo China ha probado con éxito la tecnología de EmDrives en sus laboratorios, sino que está experimentando una prueba de concepto Cero-g pruebas en órbita (de acuerdo con el International Business Times, esta prueba se lleva a cabo en la estación espacial Tiangong 2).

Tiangong 2Tiangong 2, lanzado en septiembre de 2016, demostrará misiones orbitales a largo plazo para los taikonauts chinos, y probará tecnologías como relojes atómicos fríos y comunicaciones cuánticas. También puede ser el vehículo anfitrión del demostrador CAST EmDrive.

A diferencia de los motores tradicionales (como la combustión y los motores de iones) que expulsan la masa del sistema para producir empuje, motores sin reacción como el EmDrive utilizan sólo la electricidad para generar movimiento. En el EmDrive, propuesto por primera vez por Roger Shawyer, la cavidad de microondas es un contenedor asimétrico, como un cono truncado, con un extremo mucho más grande que el otro. En el extremo más estrecho, una fuente de energía electromagnética (tal como un magnetrón) bombardea la cavidad con microondas. Estas ondas están contenidas y rebotan en las paredes de la cavidad, creando resonancia electromagnética. Debido a la resonancia desequilibrada de la geometría compleja de un cono truncado, el campo electromagnético en el EmDrive se convierte en dependiente direccional (anisotrópico). En este caso, el campo electromagnético anisotrópico 'empuja' el EmDrive lejos de la dirección del extremo de área más grande de la cavidad.

Futuro de la ciencia espacial chinaUna vez que reciba nueva tecnología como el cohete pesado LM-5 y la propulsión eléctrica por satélite, el programa espacial de China apuntará a misiones interplanetarias, incluyendo posibles sondas enviadas a Marte, Venus, asteroides, observación solar cercana y Júpiter. EmDrives haría que las sondas interplanetarias fueran más fáciles de operar con cargas útiles de misión más grandes.

Si bien un EmDrive puede tener un bajo impulso, la falta de gravedad y fricción en el espacio profundo le permite acelerar a una velocidad alta con tiempo suficiente, incluso a partir de un bajo nivel de potencia. El rendimiento del motor depende del material de la cavidad (para reducir la pérdida de EM por absorción por las paredes de la cavidad) y la temperatura, lo que puede afectar el campo electromagnético, lo que sugiere que los futuros EmDrives hechos de materiales superconductores tendrían un alto rendimiento. La nave espacial o satélite también debe ser diseñado desde cero para maximizar la eficiencia operativa de la unidad EM. De la nota, las impulsiones del EM podrían también ser vulnerables a los caprichos del tiempo del espacio como la radiación, por lo tanto la importancia de probar la prueba de concepto de EmDrive en el Tiangong 2.

Otro EmDriveNo hay fotos de la EmDrive chino están disponibles. Aquí está una foto de otro programa de EmDrive, de Eagleworks de la NASA (el avión espacial X-37 no tripulado podría tener un demostracion EmDrive americano a bordo).

Los EmDrives son ideales para la exploración del espacio profundo, ya que eliminan la necesidad de reabastecimiento de combustible, o incluso el peso y el espacio necesario para almacenar combustible, simplificando así la logística y el diseño. En teoría, todo lo que se necesitaría para un EmDrive sería una fuente de energía, como la energía solar o un reactor, para alimentar cualquier cosa que va desde una misión marciana tripulada a sondas robóticas que salen del sistema solar. EmDrives también resultaría en satélites más pequeños y más eficientes, ya que podrían deshacerse de los propulsores químicos que consumen espacio consumidos para maniobrar.

Shijian 17Shijian 17, un satélite experimental de pruebas de propulsión eléctrica, es impulsado a GEO por el remolcador espacial de forma cónica. La propulsión eléctrica es útil para los satélites, ya que el uso de propulsores iónicos para la maniobra y el mantenimiento de la órbita ahorra mucha espera en comparación con los impulsores de combustible químico. EmDrives sería la próxima frontera en la propulsión eléctrica, incluso superior a los motores de iones (que todavía requieren la expulsión de la masa del motor).

Las aplicaciones de este sistema (si realmente resulta factible) son muchas. Si China es capaz de instalar EmDrives en sus satélites para la maniobra orbital y el control de altitud, serían más baratos y más duraderos. Li Feng, diseñador líder de CAST para satélites comerciales, afirma que el actual EmDrive sólo tiene un empuje de un solo dígito millinewtons, para el ajuste orbital; Un satélite de tamaño medio necesita 0.1-1 Newtons. Un EmDrive funcional también abriría nuevas posibilidades para las sondas interplanetarias chinas de largo alcance más allá del cinturón de asteroides, así como liberar la masa tomada por el combustible en naves espaciales tripuladas para otros suministros y equipos para construir bases lunares y marcianas. En el lado militar de las cosas, EmDrives también podría ser utilizado para crear stealthier, más duraderos los satélites de vigilancia chinos.