Propulsión nuclear espacial: qué es y cómo acerca Marte

Un viaje a Marte con cohetes químicos convencionales toma entre 7 y 9 meses solo de ida. Eso no es solo una incomodidad logística: es meses de exposición a radiación cósmica, pérdida de masa ósea y riesgos que multiplican la complejidad de cualquier misión tripulada. La propulsión nuclear espacial promete cortar ese tiempo a la mitad, o incluso menos. No es ciencia ficción. Es tecnología que lleva décadas en desarrollo y que, según el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares de México (ININ), está más cerca de hacerse realidad de lo que la mayoría imagina.

Este artículo explica cómo funciona, qué diferencia hay entre sus dos modalidades principales, qué programas están activos ahora mismo y qué dice la evidencia sobre cuál es la mejor opción para llegar al planeta rojo.

Qué es la propulsión nuclear espacial y por qué importa ahora

La propulsión química quema combustible para generar empuje. Funciona, pero tiene un techo físico: la cantidad de energía que se puede extraer de una reacción química es limitada. Las reacciones nucleares, en cambio, liberan órdenes de magnitud más energía por unidad de masa.

Según el ININ, existen dos rutas tecnológicas principales para aprovechar esa energía en el espacio:

Propulsión nuclear térmica (NTP)

Un reactor de fisión calienta un propelente líquido —normalmente hidrógeno— a temperaturas superiores a los 2,500°C. Ese hidrógeno se expande a altísima velocidad a través de una tobera y genera empuje. El concepto fue demostrado en tierra por el proyecto NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) de la NASA entre 1961 y 1969. Los motores funcionaron. Nunca volaron por razones políticas y presupuestarias, no técnicas.

Las características clave de la NTP son empuje alto, eficiencia moderada (mejor que un cohete químico, pero menor que la propulsión eléctrica) e idoneidad para maniobras rápidas: salir de órbita terrestre, frenar en Marte, acortar tiempos de tránsito.

Propulsión nuclear eléctrica (NEP)

Aquí el reactor no calienta el propelente directamente. Genera electricidad, y esa electricidad alimenta motores iónicos o de plasma que expulsan partículas a velocidades enormes. El empuje es mínimo —casi imperceptible en términos humanos— pero puede mantenerse encendido durante meses o años.

La eficiencia de combustible (impulso específico) de la NEP puede ser 10 a 100 veces mayor que la de un motor químico, según datos del ININ. El proyecto ruso TEM combina un reactor nuclear con motores de plasma y representa uno de los desarrollos más avanzados en este campo.

NTP vs NEP: cuál es mejor para ir a Marte

La pregunta no tiene una respuesta única. Depende del tipo de misión.

La NASA publicó en marzo de 2023 el Mars Transportation Assessment Study, un análisis técnico enfocado en una misión tripulada de referencia hacia 2039. El estudio toma como base una misión de "tipo oposición": la tripulación pasaría 30 días en Marte y regresaría. Este formato requiere más energía que las misiones de conjunción (que implican estancias de más de un año), pero sirve para probar todos los sistemas antes de comprometerse con estadías largas.

Las conclusiones del estudio, resumidas por el blog de divulgación científica Naukas, son claras pero con matices:

• La NTP sola es técnicamente superior para este tipo de misión, siempre que se resuelvan sus problemas: almacenamiento de hidrógeno líquido durante meses y erosión del reactor por interacción con el propelente.
• Si se combina NEP con propulsión química (metano y oxígeno líquido), el resultado vence a la NTP pura por un margen estrecho en número de lanzamientos necesarios, y sin los problemas técnicos asociados.
• La NTP es significativamente más cara de desarrollar.

La arquitectura contemplada incluye una nave tripulada (Deep Space Transport) ensamblada en órbita baja terrestre, pruebas previas en órbita lunar cercana, y una tripulación de cuatro personas —dos de las cuales descenderían a la superficie marciana.

Proyectos activos en 2024-2026

La propulsión nuclear espacial dejó de ser solo historia del siglo XX. Hay programas concretos en marcha.

DRACO (NASA + DARPA)

El programa DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) es la apuesta más visible. NASA y la agencia militar DARPA trabajan conjuntamente para probar en órbita un cohete con propulsión nuclear térmica. El objetivo declarado es demostrar que una nave puede moverse de forma más rápida y flexible en el espacio cercano a la Luna. Si funciona, abre la puerta directa a misiones interplanetarias. La demostración orbital está planificada para finales de esta década.

Nuklon (Rusia)

Rusia desarrolla el concepto Nuklon, basado en propulsión nuclear eléctrica. Está pensado para misiones a Marte y la Luna. Combina un reactor nuclear con motores de plasma, siguiendo la línea del proyecto TEM mencionado por el ININ.

FSS / Kilopower (NASA + Departamento de Energía de EE.UU.)

El programa Fission Surface Power (antes Kilopower) desarrolla reactores de fisión compactos para generar electricidad en la superficie de la Luna o Marte. Ese mismo reactor podría escalar hacia sistemas NEP para propulsión.

Ventajas concretas frente a la propulsión química

Más allá del tiempo de viaje, la propulsión nuclear espacial ofrece ventajas operativas que afectan directamente la viabilidad de misiones tripuladas:

Menos tiempo en tránsito significa menos exposición a la radiación del espacio profundo y menos deterioro físico para los astronautas. Eso no es un detalle menor: es uno de los obstáculos principales para cualquier misión tripulada de larga duración.

Los desafíos que quedan por resolver

Ninguna de estas tecnologías está lista para volar mañana. Los retos son reales y documentados.

Para la NTP, el principal problema es el almacenamiento de hidrógeno líquido durante viajes de meses. El hidrógeno tiende a evaporarse incluso en el frío del espacio, y mantenerlo en estado líquido por períodos prolongados requiere sistemas criogénicos que añaden masa y complejidad. También existe erosión del núcleo del reactor cuando el hidrógeno lo atraviesa a alta temperatura.

Para la NEP, el desafío es la potencia. Mover una nave grande con motores iónicos requiere reactores capaces de generar megavatios. Los reactores compactos actuales están en el orden de los kilovatios.

El tercer problema es común a ambas: la seguridad del lanzamiento. Llevar material nuclear desde la Tierra implica protocolos estrictos para garantizar que en caso de fallo del cohete, el reactor no contamine la atmósfera o el suelo.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto tardaría un viaje a Marte con propulsión nuclear térmica?

Con NTP, las estimaciones actuales sitúan el tiempo de tránsito en alrededor de 3 a 4 meses, frente a los 7-9 meses de la propulsión química convencional. El tiempo exacto depende de la ventana de lanzamiento y la trayectoria elegida.

¿Hay algún cohete nuclear que haya volado?

No en el sentido estricto de propulsión de nave. Los motores NERVA fueron probados en tierra y demostraron funcionar, pero nunca se usaron en vuelo. Sí han existido satélites con reactores nucleares para generar electricidad, sobre todo soviéticos/rusos desde los años 60.

¿Es peligrosa la propulsión nuclear para los astronautas?

El reactor sí genera radiación, y el diseño de los sistemas debe incluir blindaje para proteger a la tripulación. Sin embargo, la ironía es que reducir el tiempo de viaje también reduce la exposición total a la radiación cósmica natural del espacio profundo, que es uno de los riesgos más serios en misiones largas.

¿Cuándo podría haber una nave con propulsión nuclear espacial en servicio real?

El programa DRACO de NASA y DARPA apunta a una demostración orbital antes de 2030. Una misión tripulada a Marte con esta tecnología no aparece en ningún plan firme antes de la década de 2040, según el Mars Transportation Assessment Study de la NASA.

¿Qué diferencia hay entre propulsión nuclear térmica y propulsión eléctrica nuclear?

La NTP usa el reactor para calentar directamente el propelente y expulsarlo. La NEP usa el reactor para generar electricidad, que luego alimenta motores iónicos o de plasma. La NTP tiene más empuje; la NEP, más eficiencia de combustible a largo plazo.