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¡Naves espaciales con malditos rayos congelantes!

Todo supervillano necesita un arma capaz de infundir miedo en sus enemigos. Para Felonius Gru (Steve Carrell) de Despicable Me, esa arma es un rayo congelado. Lo vemos por primera vez al principio de Despicable Me, cuando Gru entra a una pequeña cafetería y encuentra una larga cola. Congela a los clientes en su lugar para saltarse la fila.

¡Ruin!

El origen del rayo congelado se ve en Minions (¡transmitido ahora en Peacock!), cuando un joven Dr. Nefario lo demuestra ante una multitud en Villain-Con. Los rayos congelantes pueden ser algo estándar para los supervillanos ficticios, pero hasta ahora nos han eludido en la vida real. ¡Hasta ahora! Así lo afirma un artículo publicado recientemente en la revista ACS Nano.

Los investigadores no planean usar su rayo congelador para apoderarse del mundo o saltarse la fila de la cafetería (si lo están, no se lo han dicho a nadie). En cambio, quieren utilizarlo en aviones y naves espaciales de gran altitud para enfriar sus componentes electrónicos.

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En la Tierra, los dispositivos electrónicos generan mucho calor, pero la atmósfera es bastante buena para irradiar calor. En el espacio, no hay atmósfera que absorba el calor, por lo que se acumula hasta que algo sale mal, a menos que un sistema de refrigeración a bordo pueda alejarlo de los componentes electrónicos sensibles. Los aviones a gran altitud tienen limitaciones similares en la atmósfera superior, donde el aire es demasiado fino para transportar el calor de manera efectiva.

Hoy en día, las naves espaciales suelen utilizar placas de refrigeración para captar el calor e irradiarlo al espacio, pero el instrumento de rayos congelados propuesto podría desplegarse con precisión similar a un láser, apuntando a puntos calientes según sea necesario. Contraintuitivamente, el rayo congelado propuesto por Patrick E. Hopkins del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Virginia y sus coautores se basa en plasma caliente para enfriar la superficie objetivo.

Crédito: Corporación Sierra Nevada

“Con la Fuerza Aérea y la Fuerza Espacial, estás en el espacio, que es un vacío, o estás en la atmósfera superior, donde hay muy poco aire que pueda enfriarse. Entonces, lo que sucede es que sus dispositivos electrónicos se calientan cada vez más y más. Y no se puede llevar una carga útil de refrigerante a bordo porque eso aumentará el peso y se perderá eficiencia”, dijo Hopkins en un comunicado.

El dispositivo de enfriamiento impulsado por plasma utiliza "mecanismos de transferencia de calor y transducción de energía ultrarrápidos y a nanoescala", según Hopkins et al. El plasma se produce cuando se energiza el gas. Uno de los lugares más comunes donde lo ves es dentro de las luces de neón. Cuando se introduce energía en el gas atrapado en el tubo, se crea plasma y se ilumina en diferentes colores según el gas del interior. También sucede en el interior de las estrellas.

Introducir plasma caliente en la superficie interior de una nave espacial puede no parecer una forma eficaz de enfriarla (también sorprendió a los investigadores), pero sucede algo extraño cuando el plasma golpea una superficie por primera vez. En los experimentos, los investigadores enviaron plasma de helio a través de una aguja de cerámica hueca hacia un objetivo revestido de oro. Esto es importante porque el oro es inerte y querían evitar cualquier grabado en la superficie que pudiera distorsionar las mediciones.

Midieron la temperatura de la superficie en el momento preciso en que impactó el plasma. Observaron el calentamiento del plasma, pero sólo después de una caída inicial de temperatura. Investigaciones adicionales revelaron que antes de que el plasma golpee la superficie de su objetivo, primero elimina una capa ultrafina de átomos de carbono y agua. La evaporación de esa capa provocó un enfriamiento, similar a la forma en que la evaporación del sudor enfría el cuerpo.

Pudieron reducir la temperatura del objetivo unos pocos grados y durante unos instantes. Eso podría ser suficiente para mantener los aviones o naves espaciales a gran altitud lo suficientemente fríos para operar. Si bien la tecnología aún se está desarrollando, a la Fuerza Aérea le gustó tanto que proporcionó 750.000 dólares en financiación durante tres años.

Las generaciones futuras de naves espaciales podrían estar equipadas con diminutos rayos de congelación internos para mantenerse agradables y cómodas. Esperemos que resistamos la tentación de convertir esa tecnología en un arma. Si tienes un rayo congelado, puedes pedir que te corten en la fila, es genial.

¡Mira Despicable Me disponible en Universal Pictures y Minions, transmitiéndose ahora en Peacock!