Cómo diseñar naves espaciales de ciencia ficción Parte II: Combustibles y Fuentes de Energía

    

  Esta es la segunda entrada de este blog, y también continuación de la entrada anterior entrada.  Primero una introducción, y te preguntarás porque, bueno es simple, por sí alguien por alguna extraña (y estúpida razón) no sabe que significan estos conceptos, pues se ganan la dona universal.

                               

Y dejaré el relajo les explicaré de que trata esto; primero, las fuentes de energía son los lugares que la almacenan para que nosotros la extraigamos y luego la utilicemos para mover nuestra maquinaria, segundo, el combustible es materia que funciona como lo explicado anteriormente, un reservorio de energía que utilizaremos más tarde.

Ahora hablemos de fuentes de energía en la ficción, normalmente esa energía que necesitamos es eléctrica y se puede sacar de casi cualquier cosa, como un limón, una papa, o….

Una dona.

                                   

                                                        Fuente

Nah, eso último es broma. Normalmente los humanos utilizamos energía eléctrica de lo siguiente:

De presas hidroeléctricas, quemando carbón mineral o gas natural, y del Sol con paneles solares. Estos que mencioné son los más frecuentes utilizados en la Tierra, pero, cómo rayos vamos a quemar carbón como si fuera la Revolución Industrial en el espacio, necesitamos ese oxígeno para que lo inhale nuestra tripulación.  No digo que no lo puedas hacer, bien podría ser una novela de ciencia ficción con elementos steampunk como buen Victoriano que te sientes. Pero ir al espacio necesita algo sin necesidad de usar ese oxígeno, por lo que el gas natural tampoco, bien lo puedes utilizar para que la tripulación cocine, aunque no creo que se buena idea, recuerda en el espacio el fuego no es un amigo, no es dual como en la Tierra, en el espacio es un peligro.  Solo quedan los paneles solares de siempre, pero que no se te olvide algo, entre más lejos del Sol estés, menos electricidad producirán, si vas a ir más allá del Cinturón de Asteroides necesitas otra cosa.

Aquí entran nuestras amigas la fisión y fusión nuclear.

-Fisión: la más anticuada, ‘’sucia’’, y sencilla de conseguir.

Sería o es utilizada para generar electricidad y esta se podría utilizar aparte de generar electricidad, la puedes utilizar para hacer funcionar los VASIMIR® ya que estos necesitan electricidad para funcionar, una de sus desventajas es que su combustible (uranio) es pesado y deja demasiados residuos, peligrosos residuos, su innegable ventaja es la gran cantidad de energía que produce, pero (siempre hay uno) su combustible es excesivamente escaso, caro y difícil de producir, ya que aparte de extraerlo, se necesita enriquecerlo antes de utilizarlo.

-Fusión: mucha más cara, ‘’limpia’’ y difícil de realizar, fácilmente se invertirían miles de millones solo construyendo el reactor y las estructuras circundantes, sin problemas cuadriplicaría el precio de construir, mantener y operar un portaaviones, por ejemplo, los de la clase Nimitz. Su gran ventaja es la cantidad exorbitante de energía que produce con un par de kilos de combustible (normalmente hidrógeno) y prácticamente no deja residuos aparte de la radiación de neutrones, que realmente no es muy peligrosa. Aparte de esto, su combustible es abundante en todo el universo (dona), porque recuerda, es hidrógeno.

Combustibles

Entendemos por combustible el propelente que utilizarán tus motores, propulsores o como quieras llamarlos, es más apropiada la primera. Para la propulsión  se utilizan combustibles líquidos o sólidos, pero esto depende del que se utilice y para que lo vayas a usar. Se puede usar metano (en la ficción), hidrógeno y oxígeno líquidos, peróxido de hidrógeno a más del 90%(monopropelente), y para la propulsión puramente espacial, cualquier gas noble, por ejemplo, criptón y neón, también gas de sodio y de yodo.  Los propulsores puramente espaciales utilizan propelente gaseoso.

Los  propelentes hidrógeno y oxígenos son bipropelentes, el primero es el combustible y el segundo, obviamente es el oxidante, el peróxido de hidrógeno es monopropelente debido a que es un químico con ambos elementos. También la hidrazina como combustible y tetróxido de nitrógeno como comburente. El problema con la hidrazina es que es tóxica y debe manejarse con cuidado, ya que podría generar problemas de salud, los cuales serían perfectos si quieres escribir distopías, porque es fácil de producir, se fabrica a partir de hipoclorito de sodio con amoníaco y también sintetizada a partir de amoníaco y peróxido de hidrógeno. Materiales baratos y fáciles de conseguir, sin mencionar su bajo precio. 

El metano sería  bien utilizado  como propergol gaseoso tanto como líquido, con la ventaja que es barato de extraer (en Titán, luna de Saturno hay, y mucho).

         

                         

    

                                                         Fuente         

Pero, necesitarías oxígeno como comburente para que funcione, porque al metano no le ocurriría nada sin oxígeno.

Pasamos al peróxido de hidrógeno, deberías utilizarlo en estado líquido, debido a que así es de flujo controlable, lo mismo pasa con el resto de combustibles, no es mala idea, pero úsalo solo para salir del planeta, ya que de esa forma se consigue mayor eficiencia. Ojo, eficiencia de empuje.

Los gases de yodo y sodio, el criptón y neón se utilizan en propulsores de iones, aunque en la actualidad (2019), experimentalmente se utiliza el xenón. Se utilizan gases nobles por ello, porque son nobles y como bien se sabe, son gases con reactividad química baja en condiciones ambientales. Lo malo que los propulsores con los que se utilizan generan aceleraciones bajas, pero un gran impulso especifico, que en alguna entrada futura hablaré sobre esto.

Otra cosa. Las personas piensan que con tener un reactor de fusión nuclear ya pueden ir a donde quieran, pues porque lo tienen y se sienten unos super fenicios por ello. Pues en ciento modo sí, peor el error consiste en que solo tienes el problema de la electricidad saldado, no el de la propulsión o el del combustible, y con esto me refiero al propergol y al combustible del reactor, si, leyeron el reactor, porque el combustible inicial que le metieron no durará para siempre, en algún momento terminará por lo que se debe llevar propelente y combustible extra en la nave si el viaje será largo, no pueden esperar llegar al siguiente puerto para repostarlos. Eso sí es un viaje largo, pero sí utilizan alguna forma de viaje superlumínico o hiperlumínico, si pueden darse el lujo de llegar al puerto para rellenar.

Por último, y ya para terminar, les pido perdón por la demora de esta entrada, no he tenido tiempo suficiente para hacerla y terminarla para la fecha prometida. Cuando esa fecha, 25 de mayo llegó, tan solo tenía la mitad de la entrada escrita, incluso llegué a pensar en publicarla así, inconclusa, pero me dije no, para que más gente visite el blog y se quedé a esperar la siguiente, y la siguiente, y la siguiente después de esa, debes entregarle un producto terminado y de calidad, no una basura a medio palo e inconclusa.

En fin, la siguiente saldrá un sábado dentro de dos semanas, por la tarde, un saludo y me despido.