Americio: el elemento que podría cambiar la forma en que los humanos conquistan el espacio

(Dan Tri) - Hace casi medio siglo, dos naves espaciales Voyager dejaron la Tierra con la misión de explorar las fronteras intactas del Sistema Solar.

Incluso hoy, situados en el borde del espacio interestelar, siguen enviando señales débiles pero valiosas, a pesar de que sus paneles solares hace tiempo que murieron y todos sus subsistemas se han apagado uno por uno.

Esa notable supervivencia no fue producto de la magia o la ciencia ficción, sino de un objeto del tamaño de un bote de basura: un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), que utiliza energía proveniente de la desintegración del plutonio-238.

Con un mecanismo simple, sin partes móviles, sin averías a lo largo del tiempo, pero suficiente para mantener la energía durante décadas, esta es la potencia que impulsó a la Voyager a la historia y creó el estándar de oro para la energía espacial durante décadas.

Pero el plutonio-238 no es un recurso ilimitado. La NASA depende ahora casi por completo de esta producción limitada, mientras que la demanda de misiones al espacio profundo va en aumento.

Esto abrió una necesidad urgente de un nuevo combustible que pudiera reemplazar, o al menos complementar, al plutonio.

Soluciones al problema energético a largo plazo de las misiones interestelares

Y el nombre que ha estado recibiendo mucha atención últimamente es el americio, un elemento sintético que ha estado apareciendo silenciosamente en los detectores de humo que muchos hogares usan todos los días.

Un elemento conocido únicamente por su función de mantener a las personas seguras, los detectores de humo domésticos, ahora tiene la posibilidad de convertirse en la clave para la mayor ambición de la humanidad (Foto: Andrew Magill).

Creado por primera vez en 1944 como parte del Proyecto Manhattan, el americio-241 es un isótopo con una vida media de 432 años. Esto es cinco veces más largo que el plutonio-238, lo que lo convierte en un candidato ideal para misiones que duren no décadas, sino siglos o incluso más.

En particular, el americio-241 no necesita producirse desde cero. Se forma de forma natural en los residuos nucleares cuando el plutonio-241 se desintegra. Esto significa que, entre las toneladas de residuos nucleares almacenadas en el Reino Unido y muchos otros países, existe una fuente de energía a largo plazo para la industria espacial que espera ser explotada.

Europa allana el camino hacia la autonomía energética espacial con RTG de americio

En términos más generales, el americio ofrece varias ventajas estratégicas. Europa ha dependido durante mucho tiempo del plutonio procedente de Estados Unidos y Rusia, lo que ha limitado gravemente sus planes de exploración del espacio profundo.

Con el americio, el continente podría alcanzar la autosuficiencia energética total, construir una cadena de suministro independiente y reducir los riesgos geopolíticos . Durante la última década, la Universidad de Leicester, junto con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial del Reino Unido, han estado probando continuamente RTG (generadores termoeléctricos de radioisótopos) de americio, con el objetivo de enviar el elemento al espacio por primera vez en los próximos años.

Por supuesto, el americio no es perfecto; el americio-241 produce sólo alrededor de una quinta parte del calor del plutonio-238, lo que significa que los RTG tendrían que ser más grandes y más pesados ​​para generar la misma cantidad de energía.

Este es un gran desafío en el diseño aeroespacial, donde cada kilogramo determina el costo y la operatividad.

Sin embargo, el americio demuestra su superioridad cuando se utiliza en misiones de bajo consumo y vida útil ultralarga, como sondas interestelares, observatorios geológicos en satélites helados o dispositivos que se espera que floten en el espacio durante cientos de años sin intervención humana.

Cuando las naves espaciales futuras abandonen la Tierra y se adentren en la oscuridad infinita, es probable que el americio les ayude a seguir enviando señales de vida, incluso después de que las generaciones que las lanzaron ya no existan (Foto: Livescience).

Otro enfoque prometedor es combinar el americio con la tecnología del motor Stirling, que puede convertir el calor en electricidad con una eficiencia de hasta el 25 por ciento, mucho mayor que el 5 por ciento de los sistemas termoeléctricos tradicionales.

De tener éxito, los RTG Stirling basados ​​en americio podrían producir suficiente energía sin aumentar significativamente la cantidad de combustible. Si bien los motores Stirling tienen piezas móviles y han suscitado inquietudes sobre su fiabilidad, el diseño del sistema para que funcione con múltiples convertidores para lograr redundancia abre la posibilidad de resolver este problema.

Los ensayos aún están en curso y los resultados iniciales se consideran positivos.

La clave para misiones que duran siglos

Al compararlos con el plutonio, ambos combustibles parecen dos filosofías diferentes. El plutonio es potente, compacto y proporciona alta energía, lo que lo hace adecuado para misiones de alta potencia. Por su parte, el americio es duradero y tiene una longevidad superior, lo que lo hace adecuado para misiones donde el tiempo es crucial.

No es difícil imaginar un futuro en el que ambos isótopos coexistan, cumpliendo distintas funciones pero juntos conduciendo a la humanidad hacia horizontes más lejanos.

Ahora mismo, la NASA ha propuesto una atrevida misión llamada Interstellar Probe, cuyo objetivo es llegar a 150 mil millones de kilómetros de la Tierra, más allá de cualquier límite alcanzado jamás por los humanos.

Para que las sondas sobrevivan durante siglos y sigan transmitiendo datos a casa, el americio es prácticamente la única opción viable que cumple con el requisito de longevidad. En un contexto más amplio, el americio no solo podría servir para la exploración espacial, sino también para la exploración de aguas profundas, la investigación del clima polar o proporcionar energía estable a zonas remotas.

Nave espacial Voyager-1 (Foto: NASA).

A pesar de los desafíos que supone optimizar la potencia y el diseño, es evidente que el americio se está convirtiendo en un símbolo de una nueva era. Esta era no se define por el poder explosivo que antaño exhibía el plutonio, sino por su durabilidad, estabilidad y capacidad de operar a lo largo del tiempo.

En el frío y vasto universo, donde toda tecnología tiene sus límites, es el factor de durabilidad el que realmente determina la supervivencia de una nave espacial.

El futuro de la exploración espacial tal vez no esté determinado por el tamaño de los cohetes, sino por el tipo de combustible nuclear que irradia silenciosamente calor dentro de las naves que atraviesan el espacio interestelar.

El americio, con su poder suave pero duradero, está listo para asumir ese papel.

Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/americium-nguyen-to-co-the-thay-doi-cach-loai-nguoi-chinh-phuc-khong-giant-20251125154617659.htm