La historia: El Proyecto Lucifer es supuestamente la teoría de la conspiración más grande en la que posiblemente podría estar involucrada la NASA. A medida que la sonda caía a través de la atmósfera, la NASA esperaba que las presiones atmosféricas crearan una implosión, generando una explosión nuclear, iniciando así una reacción en cadena, convirtiendo al gigante gaseoso en un segundo sol Ellos fallaron. Entonces, en un segundo intento, dejarán caer la sonda Cassini (nuevamente cargada de plutonio) en la atmósfera de Saturno dentro de dos años, para que este gigante gaseoso más pequeño pueda tener éxito donde Júpiter falló ...
La realidad: Como se investigó brevemente en Proyecto Lucifer: ¿Cassini convertirá a Saturno en un segundo sol? (Parte 1), observamos algunos de los problemas técnicos detrás del uso de Galileo y Cassini como armas nucleares improvisadas. No pueden generar una explosión por muchas razones, pero los puntos principales son: 1) Pequeños gránulos de plutonio utilizados para calentar y alimentar las sondas están en cilindros separados a prueba de daños. 2) El plutonio es no grado de arma, lo que significa que el 238Pu es un combustible fisionable muy ineficiente. 3) Las sondas se quemarán y se romperán, por lo tanto, no se permitirán cualquier oportunidad de grumos de plutonio que forman una "masa crítica" (además, no hay posibilidad de que el plutonio pueda formar una configuración para crear un dispositivo activado por implosión).
OK, entonces Galileo y Cassini no puedo ser utilizado como armas nucleares crudas. Pero decir Si hubo una explosión nuclear dentro de Saturno? ¿Podría causar una reacción en cadena en el núcleo, creando un segundo Sol?
- Proyecto Lucifer: ¿Cassini convertirá a Saturno en un segundo sol? (Parte 1)
- Proyecto Lucifer: ¿Cassini convertirá a Saturno en un segundo sol? (Parte 2)
Bombas termonucleares
A menos que la fusión nuclear pueda mantenerse dentro de un cuerpo estelar, la reacción desaparecerá rápidamente. Por lo tanto, el Proyecto Lucifer propone que Cassini se sumerja muchos cientos de millas en la atmósfera de Saturno y explote como una explosión de fisión cruda alimentada por plutonio. Esta explosión provocará una reacción en cadena, creando suficiente energía para desencadenar la fusión nuclear dentro del gigante gaseoso.
Puedo ver de dónde viene esta idea, aunque sea inexacta. La bomba de fusión (o "arma termonuclear") utiliza un disparador de fisión para iniciar una reacción de fusión incontrolada. El disparador de fisión está construido para explotar como una bomba de fisión normal, muy similar al dispositivo de implosión descrito en la Parte 1 de esta serie. Cuando se detona, se producen enormes cantidades de rayos X energéticos, que calientan el material que rodea el combustible de fusión (como el deuteruro de litio), lo que provoca la transición de fase a un plasma. Como plasma muy caliente rodea el deuteruro de litio (en un ambiente muy confinado y presionado) el combustible producirá tritio, un isótopo de hidrógeno pesado. Luego, el tritio sufre una fusión nuclear, liberando enormes cantidades de energía a medida que los núcleos de tritio se unen, superando las fuerzas electrostáticas entre los núcleos y la fusión. Fusion libera grandes cantidades de energía de unión, más que la fisión.
¿Cómo funciona una estrella?
El punto que debe enfatizarse aquí es que en un dispositivo termonuclear, la fusión solo se puede lograr cuando se alcanzan temperaturas inmensas dentro de un ambiente muy confinado y presurizado. Además, en el caso de una bomba de fusión, esta reacción no está controlada.
Entonces, ¿cómo se mantienen las reacciones de fusión nuclear en una estrella (como nuestro Sol)? En el ejemplo de bomba termonuclear anterior, la fusión de tritio se logra a través de confinamiento inercial (es decir, presión rápida, caliente y energética sobre el combustible para causar la fusión), pero en el caso de una estrella, se requiere un modo de confinamiento sostenido. Encierro gravitacional es necesario para que ocurran reacciones de fusión nuclear en el núcleo. Para un confinamiento gravitacional significativo, la estrella requiere una masa mínima.
En el núcleo de nuestro Sol (y la mayoría de las otras estrellas más pequeñas que nuestro Sol), la fusión nuclear se logra a través de cadena protón-protón (en la foto de abajo) Este es un mecanismo de combustión de hidrógeno donde se genera helio. Dos protones (núcleos de hidrógeno) se combinan después de superar la fuerza electrostática altamente repulsiva. Esto solo se puede lograr si el cuerpo estelar tiene una masa lo suficientemente grande, lo que aumenta la contención gravitacional en el núcleo. Una vez que los protones se combinan, forman deuterio (2D), que produce un positrón (que se aniquila rápidamente con un electrón) y un neutrino. El núcleo de deuterio puede combinarse con otro protón, creando así un isótopo de helio ligero (3Él). El resultado de esta reacción genera rayos gamma que mantienen la estabilidad y la alta temperatura del núcleo de la estrella (en el caso del Sol, el núcleo alcanza una temperatura de 15 millones de Kelvin).
Como se discutió en un artículo anterior de la revista Space, hay una variedad de cuerpos planetarios por debajo del umbral para convertirse en una "estrella" (y no pueden sostener la fusión protón-protón). El puente entre los planetas más grandes (es decir, gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno) y las estrellas más pequeñas se conocen como enanas marrones. Las enanas marrones tienen menos de 0.08 masas solares y las reacciones de fusión nuclear nunca se han apoderado (aunque las enanas marrones más grandes pueden haber tenido un corto período de fusión de hidrógeno en sus núcleos). Sus núcleos tienen una presión de 105 millones de atmósferas con temperaturas inferiores a 3 millones de Kelvin. Tenga en cuenta que incluso las enanas marrones más pequeñas son aproximadamente 10 veces más masivas que Júpiter (las enanas marrones más grandes tienen alrededor de 80 veces la masa de Júpiter). Entonces, incluso para una pequeña posibilidad de que ocurra la cadena protón-protón, necesitaríamos una enana marrón grande, al menos 80 veces más grande que Júpiter (más de 240 masas de Saturno) para incluso tener la esperanza de mantener el confinamiento gravitacional.
¿No hay posibilidad de que Saturno pueda sostener la fusión nuclear?
Lo siento, no. Saturno es simplemente demasiado pequeño.
Lo que implica que una bomba nuclear (de fisión) que detona dentro de Saturno podría crear las condiciones para una reacción en cadena de fusión nuclear (como la cadena protón-protón) está, nuevamente, en el ámbito de la ciencia ficción. Incluso el gigante gaseoso más grande, Júpiter, es demasiado débil para sostener la fusión.
También he visto argumentos que afirman que Saturno se compone de los mismos gases que nuestro Sol (es decir, hidrógeno y helio), por lo que una reacción en cadena desbocada es posible, todo lo que se necesita es una inyección rápida de energía. Sin embargo, el hidrógeno que se puede encontrar en la atmósfera de Saturno es hidrógeno molecular diatómico (H2), no los núcleos de hidrógeno libres (protones de alta energía) como se encuentran en el núcleo del Sol. Y si, H2 es altamente inflamable (después de todo, fue responsable del infame desastre del dirigible Hindenburg en 1937), pero solo cuando se mezcla con una gran cantidad de oxígeno, cloro o flúor. Por desgracia, Saturno no contiene cantidades significativas de ninguno de esos gases.
Conclusión
Aunque divertido, "The Lucifer Project" es el producto de la viva imaginación de alguien. Parte 1 del "Proyecto Lucifer: ¿Cassini convertirá a Saturno en un segundo sol?" introdujo la conspiración y se centró en algunos de los aspectos generales por los que la sonda Galileo en 2003 simplemente se quemó en la atmósfera de Júpiter, dispersando los pequeños gránulos de plutonio-238 al hacerlo. El "punto negro" como se descubrió el mes siguiente fue simplemente una de las muchas tormentas dinámicas y de corta duración que a menudo se observan en el planeta.
Este artículo ha ido un paso más allá e ignoró el hecho de que era imposible para Cassini convertirse en un arma atómica interplanetaria. ¿Qué pasa si hay fue ¿Una explosión nuclear dentro de la atmósfera de Saturno? Bueno, parece que sería un asunto bastante aburrido. Me atrevo a decir que podrían generarse algunas tormentas eléctricas vivas, pero no veríamos mucho desde la Tierra. En cuanto a que ocurra algo más siniestro, es muy poco probable que haya un daño duradero en el planeta. Ciertamente no habría reacción de fusión ya que Saturno es demasiado pequeño y contiene todos los gases equivocados.
Oh, bueno, Saturno tendrá que permanecer como está, suena y todo. Cuando Cassini complete su misión en dos años, podemos esperar la ciencia que acumularemos de un esfuerzo tan increíble e histórico en lugar de temer lo imposible ...
Actualización (7 de agosto): Como señalan algunos lectores a continuación, el hidrógeno molecular no era realmente el porque del desastre de la aeronave Hindenburg, fue la pintura a base de aluminio que pudo haber provocado la explosión, el hidrógeno y el oxígeno alimentado el fuego.
