¿Podrían las naves estelares usar propulsión por fusión fría?

La Voyager 1 ahora está abandonando el sistema solar , lo que la convierte en la primera sonda hecha por el hombre en ingresar al espacio interestelar. Eso es todo un logro, y solo tomó más de 30 años. Pero si vamos a tomarnos en serio la idea de ir audazmente a donde ningún hombre ha ido antes, y enviar humanos más allá del sistema solar, necesitaremos una fuente de energía barata y abundante para ayudarnos a llegar allí.

¿Exactamente de cuánta energía estamos hablando? Bueno, en enero , apareció un artículo sobre el arXiv de Marc Millis , exjefe del Proyecto de Física de Propulsión Innovadora de la NASA, que calculaba los costos, en términos de energía, de una misión espacial tripulada verdaderamente interestelar. Y no eran buenas noticias.

Para un escenario, asumió una nave espacial de 500 personas en un viaje de ida para establecer una colonia humana en algún exoplaneta distante. Eso requeriría un exajulio de energía, o 1018 J, es decir, casi la misma cantidad de energía consumida por todos en la Tierra en un año.

Una misión no tripulada a Alpha Centauri consumiría aún más energía, debido a la necesidad de maniobras más complicadas (desaceleración, etc.). Eso requeriría 1018 cifras de J. Millis, no tendremos la capacidad de generar ese tipo de energía hasta 2200 para el barco de pasajeros y 2500 para la sonda no tripulada.

Los científicos están barajando todo tipo de opciones, por supuesto, incluido el aprovechamiento del poder de las estrellas , es decir, la fusión nuclear (en contraposición a la fisión nuclear que subyace a las centrales nucleares). Como señaló una vez Carl Sagan, "Cada vez que miras al cielo, cada uno de esos puntos de luz es un recordatorio de que el poder de fusión se puede extraer del hidrógeno y otros elementos ligeros, y es una realidad cotidiana en toda la Vía Láctea. "

1. Un pequeño problema...
2. Correr frío y calor
3. ¡Abracadabra!
4. ellos quieren creer

Solo hay un problema. Podemos lograr la fusión nuclear caliente , pero recrear las intensas temperaturas y presiones que existen dentro de las estrellas actualmente requiere más energía de la que devuelve, por lo que es económicamente inviable y prácticamente un sumidero de energía por el momento.

¡Ojalá pudiéramos lograr la fusión a temperatura ambiente! Esa es la afirmación de los defensores de la llamada "fusión fría", un campo que ha languidecido al margen desde su supuesto descubrimiento hace casi 20 años. En el año 2000, la revista TIME catalogó la fusión fría como una de las "peores ideas" del siglo XX.

La opinión científica prevaleciente sigue siendo que la gran mayoría de la investigación sobre fusión fría cae bajo la rúbrica de "ciencia patológica": los resultados siempre están al borde de una validación sorprendente. Cada vez que dicha validación falla (nuevamente) en materializarse, siempre hay una razón útil de por qué no es realmente una falla definitiva, y por qué los detractores son solo herramientas de mente cerrada del establecimiento científico, que conspiran para mantener a estos genios anónimos a raya. .

Todo comenzó en 1989, cuando dos químicos de la Universidad de Utah llamados Stanley Pons y Martin Fleischmann creyeron que habían logrado producir fusión nuclear en un frasco. Cientos de investigadores de todo el mundo se apresuraron a reproducir los experimentos y fracasaron.

A fines de ese año, un panel de expertos realizó una revisión del Departamento de Energía (DOE) y concluyó que no había base para las afirmaciones.

Quince años después, el DOE decidió echar otro vistazo a la evidencia acumulada durante los últimos 15 años y reevaluar la controversia de la fusión fría. Todavía no encontraron la evidencia lo suficientemente convincente como para lanzar un programa de investigación financiado por el gobierno federal.

Pero sintieron que las agencias de financiamiento deberían considerar los proyectos propuestos caso por caso, siempre que esas propuestas cumplan con "estándares científicos aceptados y se sometan a los rigores de la revisión por pares". Diablos, a veces las posibilidades remotas dan sus frutos, entonces, ¿por qué no arrojar algunos restos de financiación al sombrero? Es por eso que hay un par de programas de investigación que investigan la fusión fría, sobre todo uno con los Sistemas de guerra naval y espacial de la Marina de los EE. UU. (SPAWAR).

En 2009, SPAWAR afirmó haber detectado una reacción de fusión fría, y ha habido algunos destellos prometedores aquí y allá a lo largo de los años. Pero la reproducibilidad sólida sigue siendo difícil de alcanzar, lo que agrega credibilidad a las críticas de los físicos de que es probable que los resultados tan promocionados se deban a un error experimental (ya sea en la configuración o en las mediciones).

Entonces, aunque los físicos están dispuestos a admitir que podría estar sucediendo algo de interés marginal, la mayoría sigue sin estar convencida de que se trata de una fusión fría de buena fe. Casi nadie tiene la esperanza de que se convierta en una fuente de energía viable en un futuro previsible.

Ah, y ya no lo llamamos "fusión fría". La terminología preferida actual es reacciones nucleares de baja energía (LENR), muchas gracias.

Las últimas afirmaciones de fusión fría provienen de Italia de un físico llamado Andrea Rossi, quien inventó un dispositivo de fusión fría conocido como e-cat, o catalizador de energía .

Rossi afirma que el níquel enriquecido se está fusionando con núcleos de hidrógeno para crear cobre y liberar grandes cantidades de energía, utilizando electroquímica de mesa simple en lugar de enormes máquinas que recrean temperaturas y presiones a escala estelar.

Suena bastante jodidamente increíble, ¿no? El e-cat sería solo el boleto para impulsar una misión interestelar.

Rossi ha exhibido el e-cat en algunas demostraciones semipúblicas, la más reciente el 28 de octubre. El supuesto "éxito" de esta última demostración ha sido recibido con entusiasmo por los acólitos de la fusión fría y el periodista crédulo ocasional .

Entonces, ¿por qué los físicos (y los periodistas más sensatos ) de todo el mundo no saltan de emoción por el espectacular avance de Rossi? Ethan Siegel, de Starts With a Bang , te lo explica todo:

Ethan siguió con una segunda publicación al día siguiente, en coautoría con Peter Thieberger del Brookhaven National Lab, explicando en detalle la física específica de por qué las afirmaciones de fusión fría de Rossi son altamente sospechosas. Ve a leer eso, y si aún quieres invertir en la tecnología de Rossi, bueno, tengo un puente en Brooklyn que también podrías estar interesado en comprar.

Por desgracia, los acólitos de la fusión fría han respondido a las críticas (una vez más) denunciando estridentemente a sus críticos por ser de mente cerrada, mal informados, no dispuestos a darle una oportunidad justa a la fusión fría, etc. Hay poca evidencia para respaldar tales afirmaciones. Como escribí en 2007 :

El difunto físico escocés Douglas Morrison fue uno de los raros asistentes escépticos de las conferencias anuales de fusión fría hasta su muerte en 2001. Cada año, escuchaba las extravagantes afirmaciones de "exceso de calor", luego se ponía de pie y hacía una simple petición: " Por favor, ¿puedo tomar una taza de té?"

De acuerdo, fue un poco descarado de su parte, pero hizo su punto: la fusión fría habla un buen juego, pero incluso la tarea de energía aplicada más simple permanece fuera de su alcance.

Se necesitan 4,18 julios para elevar la temperatura de un gramo de agua en 1 grado centígrado, y se necesitan 100 grados centígrados para hacer la taza de té de Morrison. Recuerde, según los cálculos de Millis, necesitaríamos un exajulio para enviar humanos al espacio interestelar . Entonces, si espera que la fusión fría sea la respuesta para impulsar una misión interestelar, tendrá que esperar mucho.