Un elemento básico de los viajes espaciales de ciencia ficción probablemente seguirá siendo una fantasía

En Poul Anderson novela de 1970 Número cero, la tripulación de una nave estelar busca viajar a la estrella Beta Virginis con la esperanza de colonizar un nuevo planeta. El modo de propulsión del barco es un «estatorreactor Bussard,«un medio real (aunque hipotético) de propulsión que había sido propuesto por el físico Robert W Bussard apenas una década antes. Ahora, los físicos han revisado este mecanismo inusual para el viaje interestelar en un papel nuevo publicado en la revista Acta Astronautica, y, por desgracia, han encontrado que el estatorreactor es deficiente. Es factible desde el punto de vista de la física pura, pero los desafíos de ingeniería asociados son actualmente insuperables, concluyeron los autores.

Un estatorreactor es básicamente un motor a reacción que «respira» aire. La mejor analogía para el mecanismo fundamental es que aprovecha el movimiento hacia adelante del motor para comprimir el aire entrante sin necesidad de compresores, lo que hace que los motores estatorreactores sean más livianos y simples que sus contrapartes turborreactores. Un inventor francés llamado Rene Lorin recibió una patente en 1913 por su concepto de un estatorreactor (también conocido como un tubo de estufa volador), aunque no pudo construir un prototipo viable. Dos años más tarde, Albert Fonó propuso una unidad de propulsión ramjet para aumentar el alcance de los proyectiles lanzados con armas de fuego, y finalmente se le concedió una patente alemana en 1932.

Un estatorreactor básico tiene tres componentes: una entrada de aire, una cámara de combustión y una boquilla. El escape caliente de la combustión del combustible fluye a través de la boquilla. La presión de la combustión debe ser más alta que la presión a la salida de la boquilla para mantener un flujo constante, lo que logra un motor estatorreactor al «empujar» aire externo hacia la cámara de combustión con la velocidad de avance de cualquier vehículo que esté siendo propulsado por el motor. No es necesario llevar oxígeno a bordo. La desventaja es que los estatorreactores solo pueden producir empuje si el vehículo ya se está moviendo, por lo que requieren un despegue asistido con cohetes. Como tal, los estatorreactores son más útiles como medio de aceleración, como para misiles propulsados ​​por estatorreactor o para aumentar el alcance de los proyectiles de artillería.

Robert Bussard pensó que el concepto podría modificarse como un medio para la propulsión interestelar. La premisa básica esbozada en su papel de 1960 es recoger protones interestelares (hidrógeno ionizado) usando enormes campos magnéticos como una «pala de carnero». Los protones se comprimirían hasta que produjeran una fusión termonuclear, y los campos magnéticos luego desviarían esa energía hacia el escape del cohete para producir empuje. Cuanto más rápido viajaba la nave, mayor era el flujo de protones y mayor el empuje.

Pero luego los científicos descubrieron que había una densidad mucho menor de hidrógeno en las regiones del espacio fuera de nuestro sistema solar. Es por eso, en un artículo de 1969, John F. Fishback propuso un posible campo magnético funcional, teniendo en cuenta factores como las pérdidas por radiación y la distribución térmica del gas interestelar.

En particular, Fishback calculó cuál sería la velocidad de corte. «Cuanto más rápida es la nave, más altas son las líneas de campo magnético que las enfocan en el reactor de fusión», explicaron los autores de este último artículo. «Campo más fuerte[s] inducir tensiones mecánicas más altas.» Fishback concluyó que un estatorreactor interestelar solo podría acelerar constantemente hasta un cierto umbral de velocidad, en cuyo punto tendría que retroceder, para que la fuente magnética no alcance un punto de ruptura.

Es la solución de Fishback la que se ha examinado en este último artículo. «Definitivamente vale la pena investigar la idea». dijo el coautor Peter Schattschneider, autor de ciencia ficción y físico de la Universidad Tecnológica de Viena (TU Wien). «En el espacio interestelar hay gas altamente diluido, principalmente hidrógeno, aproximadamente un átomo por centímetro cúbico. Si tuviera que recolectar el hidrógeno frente a la nave espacial, como en un embudo magnético, con la ayuda de enormes campos magnéticos, podría usar para hacer funcionar un reactor de fusión y acelerar la nave espacial».