Los viajes a Marte podrían reducir su duración a solo tres meses con la nave Starship. El lo que asegura el físico de la Universidad de California Santa Bárbara (UCSB ), Jack Kingdon, que no hace referencia a que la nave de SpaceX por el momento ha explotado en sus tres intentos. La tecnología nuclear-eléctrica de la nave fabricada por la empresa de Elon Musk, sin embargo, en teoría podría permitir la primera misión al planeta rojo en 2033.

El experto se ha limitado a identificar dos trayectorias que podrían reducir el tiempo de duración, de entre 90 y 104 días, de una misión a Marte con la nave Starship de Space X .

La propulsión convencional y trayectorias de baja energía de las naves espaciales tripuladas tardarían actualmente entre seis y nueve meses en llegar a Marte.

La larga duración del viaje al planeta rojo complica la misión y los requisitos tecnológicos; además plantean problemas de salud y seguridad, ya que las tripulaciones estarán expuestas a largos periodos de microgravedad y a una mayor exposición a la radiación cósmica. Tradicionalmente, los diseñadores de misiones han recomendado la propulsión nuclear-eléctrica o nuclear-térmica (NEP/NTP), que podría acortar los viajes a tan solo tres meses.

La primera se basa en un reactor nuclear para calentar el propulsor de hidrógeno, convirtiéndolo en plasma caliente que se canaliza para generar empuje, mientras que la segunda se basa en un reactor nuclear para alimentar un motor de efecto Hall. Estos conceptos ofrecen alta aceleración (delta-v) e impulso específico constante (Isp), respectivamente, y su uso conjunto en forma de propulsión bimodal combina las ventajas de ambos.

Muchos investigadores consideran que esta tecnología es por el momento la única para reducir los tiempos del viaje hasta el punto de que una misión se encuentre dentro del límite de radiación de la NASA de unos 600 milisieverts (mSv).

La tecnología de la Starship propulsión nuclear-eléctrica, que podría favorecer las misiones a Marte

La arquitectura de la misión de SpaceX consta de seis naves espaciales para viajar a Marte. Cuatro de estas naves espaciales transportarán 400 toneladas métricas de carga, mientras que dos transportarán 200 pasajeros. Basado en el diseño del Bloque 2, con una capacidad de combustible de 1.500 toneladas métricas, las naves espaciales tripuladas requerirán 15 buques cisterna para reabastecerse completamente en órbita terrestre baja (LEO). Las naves de carga solo requerirían cuatro, ya que se enviarían en trayectorias más largas y de baja energía.

Una vez que la flotilla llegue a Marte, las naves espaciales se reabastecerán con propelente creado in situ a partir de dióxido de carbono local y hielo de agua. Al acercarse la ventana de retorno, una de las naves de tripulación y entre tres y cuatro naves de carga se reabastecerán y luego se lanzarán a una órbita baja marciana (LMO). Las naves de carga transferirán entonces la mayor parte de su propelente a la nave de tripulación y regresarán a la superficie marciana. La nave de tripulación partiría entonces hacia la Tierra, y el proceso podría repetirse para la otra nave de tripulación.

El investigador ha calculado múltiples trayectorias utilizando un solucionador de Lambert, que produce el arco elíptico más corto en ecuaciones de problemas de dos cuerpos (también conocido como problema de Lambert). La primera misión podría partir de la Tierra el 30 de abril de 2033, aprovechando la alineación periódica de 26 meses entre la Tierra y Marte. El tránsito duraría 90 días y la tripulación regresaría a la Tierra después de otro tránsito de 90 días el 2 de julio de 2035.

Como explicó Kingdon, la trayectoria anterior es la que tiene más probabilidades de éxito: "La trayectoria óptima es la de 2033, ya que requiere el menor combustible para el tiempo de tránsito más rápido".

Starship puede llegar a Marte fácilmente en unos tres meses; de hecho, puede hacerlo en cualquier ventana de lanzamiento, con una amplia gama de trayectorias, según el experto, que es muy optimista con un viaje tripulado al planeta rojo.

Todas las dificultades de una misión a Marte

La Starship, sin embargo, enfrentaría otro reto que es la llegada a la atmósfera marciana y el riesgo de impacto si es demasiado rápido (aunque desconocemos, y probablemente SpaceX tampoco, la velocidad con la que Starship puede impactar la atmósfera marciana y sobrevivir). Estoy seguro de que Starship sobrevivirá a las trayectorias mencionadas."

El nuevo estudio de Jack Kingdon, investigador de posgrado del Departamento de USCB, desafía esta suposición predominante y plantea la teoría de que se puede lograr una transferencia de 90 días utilizando propulsión convencional. Esta arquitectura de misión podría implementarse mientras las agencias espaciales y las entidades espaciales comerciales esperan el desarrollo de conceptos más avanzados, según la investigación que ha publicado la revista Scientific Reports.

"La principal ventaja de esta propuesta es que solo utiliza tecnología existente o próxima a existir. VASIMIR y NEP están muy lejos de existir (para misiones espaciales reales), principalmente porque requieren reactores nucleares espaciales gigantes, cuyo desarrollo será técnicamente complejo y políticamente aún más difícil. El NTP es casi con toda seguridad más caro que el químico, aunque la tecnología existe, y no ofrece ventajas significativas", ha explicado el investigador en una entrevista a Universe Today.