Descubren cómo el plasma permitiría el desarrollo de mejores naves y armas

Pese a que más del 99% de la materia visible del universo está formada por plasma, sigue siendo un misterio en muchos aspectos y su uso en diferentes tecnologías recién comienza a explorarse. Ahora, un reciente estudio permitiría desarrollar nuevas tecnologías militares de vuelo, armamento y evasión.

De acuerdo con un estudio en la revista ACS Nano de la American Chemical Society, es posible utilizar plasma enfocado, los fotones y las partículas altamente cargadas que componen el llamado cuarto estado de la materia, para crear armas hipersónicas. Unas que contarían con una guía electrónica mucho más avanzada e incluso podría permitir que evadieran los sensores de calor. Se trata de una forma de proteger la electrónica sensible del calor extremo generado por volar a alta. El avance surgió de los esfuerzos para usar un láser para medir la temperatura de la electrónica.

"Lo que comenzamos a desarrollar – explica Patrick Hopkins, líder del estudio, en una entrevista - fue un láser para sondear la temperatura de la superficie de la muestra con una resolución de microsegundos... Y pudimos ver que mientras el plasma golpeaba la superficie, podíamos medir cómo cambiaba la temperatura de la superficie. Empezamos a ver algo que no tenía sentido al principio, mientras desarrollábamos esta sonda láser: veíamos que la superficie se enfriaba primero, luego se volvía a calentar con las emisiones energéticas del plasma". La razón de la caída de temperatura es la misma por la que el plasma se utiliza para limpiar dispositivos electrónicos.

“Cuando se expone la superficie del material a un plasma – añade Hopkins -, puede eliminar átomos de la superficie de la muestra. Algo que básicamente se puede conceptualizar como la evaporación del material de la superficie”. El efecto es similar a la forma en que el sudor que se evapora de nuestra piel reduce la temperatura de nuestro cuerpo.

Hopkins señaló que cuenta con el apoyo de la Fuerza Aérea de Estados Unidos para continuar investigando el fenómeno, que podría tener grandes consecuencias para el futuro de los misiles hipersónicos, las naves espaciales u otros vehículos en los que las altas temperaturas podrían dañar la electrónica. Además, está trabajando en la comercialización de esta medición de temperatura basada en láser a través de una subvención del programa de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas a través de la Fuerza Aérea.

“Si quieres enfriar algo – explica Hopkins-, la forma tradicional de hacerlo es tener un disipador de calor de gran tamaño o tener algún ciclo de refrigeración con líquido y refrigerante. Esto añade mucho peso a la estructura. El plasma, por otro lado, podría ser usado de formas novedosas y ligeras, aportando una solución de enfriamiento dirigida que ahora podría ayudar a enfriar la electrónica en aviones, satélites, vehículos hipersónicos, sin comprometer el tamaño, el peso y la potencia de la misma”.

Eso es de particular importancia para Estados Unidos, que, a diferencia de China y Rusia, no está desarrollando armas hipersónicas con armas nucleares, lo que significa que las armas deberán ser mucho más precisas y, por lo tanto, llevar a bordo dispositivos electrónicos más avanzados, como indica un informe presentado al Congreso. Si el efecto del plasma puede reproducirse y convertirse en una nueva solución de enfriamiento de componentes electrónicos, también podría ayudar a encubrir la firma térmica de algunos sistemas electrónicos que consumen mucha energía, como radares o dispositivos de radio de alta potencia.