Como muchas cosas en los cómics, teóricamente, es muy posible. Tal como está, nuestra comprensión actual del mundo natural no impone limitaciones implícitas en ninguno de los atributos de la armadura de Iron Man. La Física de cada aspecto de ese traje es, de hecho, muy plausible y francamente realista. ¡SIN EMBARGO, la Ingeniería de un exosuit como ese, es otra cosa! Cada característica del traje, por benigna que parezca, es una proeza MARAVILLOSA de ingeniería puramente en su propio rito. Para diseñar un arma tan poderosa, pero logrando mantenerla tan ágil, liviana, hueca, sin mencionar que es segura para los humanos que se encuentran dentro de ella, requerirá cantidades impías de ingenio puro.
REACTOR DE ARCO
En primer lugar, y lo más obvio, considere la bombilla increíblemente glorificada que lleva en el pecho: el infame reactor de arco. De este dispositivo singular emana toda la energía que alimenta el traje, una cantidad no trivial que merece su propio puesto. Todo, desde los poderosos láseres que cortan sin esfuerzo los Hammer-Oids y los escombros atrapados en helicarriers, hasta los pulsos increíblemente mortales de materia ionizada que proyecta desde los repulsores en sus palmas, presumiblemente sus talones y cualquier otro propulsor, para lograr un continuo , vuelo sin rango, hipersónico, o limpiar el brazo robótico de un cyborg con un solo pulso. La cantidad de energía requerida para extraer hazañas como estas sería al menos del orden de gigajulios. De hecho, en la primera película, Tony divulgó específicamente un número que describe la potencia de salida de su primer prototipo del reactor de arco miniaturizado: 3 Gigajulios por segundo. No, en serio, tres mil millones de vatios. Eso es lo suficientemente grande como para evitar la producción total de energía de la central nuclear más grande de los Estados Unidos, la Estación Generadora Nuclear de Palo Verde , una estación de energía con una potencia de 3.3 Gigajulios por segundo. Agregue a esta pesadilla termodinámica el detalle adicional del principio operativo detrás del reactor de arco: ¡funciona con fusión nuclear! Si bien la fusión nuclear se puede lograr en entornos de laboratorio, una reacción de fusión no se ha extraído con éxito por su energía; Básicamente, los métodos actuales de fusión requieren más energía para arrancar que la cantidad de energía que se libera. Entonces, esa arruga (bastante masiva), aunque solo es un problema de ingeniería, primero debe resolverse. Luego, debemos miniaturizar un reactor de prueba de fusión Tokamak (TFTR), el diseño en el que se basa el reactor de arco. Solo por claridad, un TFTR es esencialmente un tubo magnético hueco en forma de rosquilla que acelera rápidamente y contiene plasma de alta energía. El plasma es el estado más caliente de la materia que conocemos, y quemaría fácilmente cualquier cosa. Ahora, contener suficiente plasma que pueda generar 3.3 Gigajulios de energía cada segundo dentro de un dispositivo del tamaño de su mano, sin que se caliente, es termodinámicamente hercúleo por decir lo menos. Para hacer eso, necesitaría un material mágico francamente que de alguna manera pueda conducir electricidad, no conduzca calor, sea lo suficientemente ligero como para sostenerlo con una mano y no se deforme bajo una enorme presión. Con el reactor de arco, hay una serie de desafíos de ingeniería para resolver, desde la ciencia de los materiales que lo hará posible en primer lugar, hasta el desarrollo de la tecnología de fusión, y probablemente tomará varias vidas para resolverlo. Y ese es solo el arco reactor.
AMORTIGUADORES INERCIALES
Tal vez se pregunte por qué esto sería necesario, hasta que considere las maniobras aéreas épicas que Tony Stark realiza de forma rutinaria mientras está en vuelo. Cada tirada, cada giro, cada parada abrupta tiene que implicar aceleraciones y desaceleraciones peligrosamente rápidas. ¿Recuerdas cuando estaba tomando el MK-02 para un vuelo de prueba a mitad de la primera película, y al preguntarle a JARVIS sobre el registro de altitud del SR-71, de repente apunta su trayectoria de vuelo hacia el cielo en un intento de romper dicho récord? ¿O cuando estaba en esa pelea de perros con los F-22 en el camino de regreso a casa después de su venganza de venganza en Gulmira, y le dispararon, y de repente desaceleró tan rápido que los aviones de combate apenas se salen del camino? Las fuerzas G (una medida de aceleración donde una unidad es la aceleración debida a la gravedad en la tierra) de esta magnitud realmente deberían matarlo instantáneamente, o romper sus huesos y dejarlo inconsciente por lo menos. Es posible que esté pensando en un traje G en este momento, pero si hace los cálculos, encontrará que un traje G simplemente no lo cortará. En la escena de las peleas de perros, desacelera tanto que presumiblemente alcanza una velocidad infrasónica casi al instante. Eso es G en los miles. Fuerzas como esa deberían hacer que su cerebro vibrara violentamente en su cráneo, sangrando su cerebro de inmediato. Para solucionar esto, tendría que tener sistemas intrincados para disipar las fuerzas incurridas por su inercia, probablemente con algún tipo de sistema de amortiguación magnética que convierta toda esa energía cinética en algo fácilmente descartable, digamos, energía térmica, para que no lo haga. muere cuando de repente es golpeado en la cara por un tanque. Ah, y hablando de …
MISILES DE TANQUE
Derribándose del cielo y cayendo tan rápido y fuerte que cráteró el lugar del accidente, inmediatamente se levanta, SIN HUESOS ROTOS (refiérase al problema del amortiguador de inercia), dispara un pequeño cohete a un tanque, y después de un segundo de retraso, ¡el tanque explota violentamente! Si tuviera que adivinar, el misil tanque contiene una carga útil RDX, y no explota en el impacto. En cambio, es posible que el cohete utilice algún mecanismo para perforar el casco del tanque y luego desplegar la carga útil RDX. ¿Se podría construir un misil de tanques? En teoría sí. De hecho, podría ser el componente más simple del traje de batalla que es la armadura de Iron Man.
MATERIALES ESPECIALIZADOS
Además sobre el tema de los tanques y misiles, entre otras cosas más maravillosas como el reactor de arco, los materiales que se utilizan para construir estos componentes especializados que hacen una amplia variedad de cosas, deben ser diseñados meticulosamente, ya que ningún material ordinario puede comenzar rendir bien en estas circunstancias. Por ejemplo, considere el material que constituye la mayor parte del exterior del traje: puede absorber un golpe de la carcasa de un tanque sin deformarse ni romperse, pero disipa toda esa energía para no matar al Tony dentro de él. Steel no puede hacerlo porque es demasiado pesado Sin embargo, uno podría estar pensando: ¿qué pasa con una aleación de oro y titanio (AuTi)? Al igual que con muchas cosas relacionadas con los superhéroes, uno podría pensar que sería un “no” fácil, pero resulta que el material es sorprendentemente fuerte, con un límite elástico, resistencia a la tracción y dureza mejorados, de hasta un 50%, en comparación con titanio comercialmente puro. Ahora, el material no resiste el estrés que las películas te harían creer, pero tal vez recubierto con otros materiales más potentes que podrían, como el nitruro de titanio (TiN) o el nitruro de aluminio y titanio (TiAlN), aunque estos materiales Por lo general, se utilizan para recubrir el carburo de tungsteno (WC), que es aproximadamente el doble de la densidad del acero, lo que no es deseable si se desea volar. Luego está la cuestión del reactor de arco, con mucho, la pieza de tecnología más fantástica en ese traje. Materiales que contendrían el calor y la radiación ionizante que emana del plasma de alta energía, al tiempo que sostienen un poderoso campo magnético que confina el plasma mencionado anteriormente, sin extraer todo el hierro de su sangre, mientras permanece delgado y liviano (ya sabes, porque cabe en una mano) tendría que ser diseñado a escala atómica, quizás incluso subatómico. Tal vez. Esa es la investigación de la ciencia de los materiales 100 carreras espaciales por delante de su tiempo.
POSTERIORES
En las palmas de las manos, las plantas de los pies y, a veces, en otros rincones, grietas y en estructuras extra similares a mochilas, hay potentes propulsores que funcionan como armas que expulsan explosiones de plasma de alta energía. Uno podría sugerir la construcción de cohetes químicos, pero hay muchas cosas mal con eso: la eficiencia, la gestión del calor, la relación potencia / peso, la tasa de agotamiento de combustible. Por supuesto, esto no quiere decir que los métodos de empuje alternativos no vengan con sus propios desafíos, porque ciertamente lo hacen. Considere un esquema de propulsión llamado VASIMR (cohete de magnetoplasma de impulso específico variable). Funciona calentando un propulsor de gas neutro con ondas de radio hasta que se convierte en plasma, luego acelerándolo a velocidades vertiginosas con un potente campo magnético a medida que sale de la boquilla, impulsando su carga útil (una nave espacial, algo de carga, se entiende) en el otra dirección, la tercera ley de Newton. Sin embargo, el problema con este tipo de propulsión es que prácticamente no funcionan en la atmósfera, por lo que volar bajo puentes y sobre montañas no es posible con ese tipo de propulsor. Los cohetes químicos pueden hacer esto sin problemas, pero no duran mucho tiempo, dado que tienes que cargar el combustible mientras lo quemas. Sin embargo, una posible solución alternativa podría implicar expulsar pequeñas cantidades de aire (o plasma) a velocidades subluminales, de modo que la tercera ley de Newton permitiría que el empuje sea práctico, aunque, a ese nivel de velocidad, necesitaría mucho más que el de Newton trabaje para salvarlo. Quizás lo que Iron Man realmente usa es algún tipo de sistema de propulsión química que de alguna manera puede extraer su combustible directamente del aire a una velocidad alarmante, sin volar el traje en pedazos. Ese paradigma de propulsión permitiría, de hecho, las acrobacias aéreas que realiza rutinariamente, aparentemente sin problemas; después de todo, él deja un rastro de “humo” a su paso.
CONTROL CIBERNÉTICO
Hasta donde se puede ver, el control de Tony sobre su traje es al menos en parte cibernético, muy probablemente a través de su casco. El control cibernético ha visto algunos avances importantes en los últimos años, pero todavía está muy lejos de ser preciso, sin requerir un procedimiento invasivo. Esto se debe en gran parte a que el cráneo en sí agrega ruido impredecible a las señales que se medirían y grabarían mediante un electroencefalograma, el dispositivo de entrada a este sistema de control cibernético. En este momento, la cantidad de concentración requerida para usar un EEG para decir, encender o apagar una bombilla, es mucho más de lo que se necesita para alcanzar y encender un interruptor. Amplíe este problema, y se vuelve obvio que la cantidad de concentración requerida para realizar todas las tareas matizadas que Tony Stark hace mientras está en el traje de Iron Man es más que hercúlea, complicada aún más por el hecho de que la mitad del tiempo, está en peligro inmediato, haciendo que el enfoque sea aún más difícil de lograr. Para solucionar este problema, si los procedimientos invasivos estuvieran fuera de la mesa, los EEG no invasivos tendrían que mejorar astronómicamente. Quizás el tejido del cráneo debería ser examinado a nivel atómico, probar todas sus propiedades desde la ciencia de los materiales y las perspectivas electromagnéticas, de modo que se puedan generar ecuaciones para modelar mejor los tipos de interferencia que se pueden esperar de la barrera del cráneo, mejorando así la sensibilidad y utilidad de los electroencefalogramas no invasivos.
REALIDAD AUMENTADA
A partir de hoy, este bit realmente se ha hecho con más o menos éxito. Los gigantes tecnológicos en Washington y Silicon Valley lo han logrado con éxito. Mi ejemplo favorito de esto es Microsoft HoloLens. A través de muchos métodos complicados, utilizando hardware extremadamente potente (y patentado), Microsoft lanzó la primera experiencia verdaderamente AR. Exactamente cómo lo hicieron, no mucha gente lo sabe, dado que es tecnología patentada. Sin embargo, al menos es real, lo que significa que estos métodos se pueden obtener con suficiente investigación.
INTELIGENCIA ARTIFICIAL
También conocido como JARVIS, el robo-mayordomo de Tony lo acompañó a casi todas partes, más notablemente en su traje, hasta que dio vida al tipo y ese deber fue renunciado al viernes, ¡lo cual es un tema completamente diferente! Crear algo tan único y tan poderoso como JARVIS sería monumentalmente difícil, superando con creces la complejidad de “AI” como Cortana (la real, no la de los videojuegos) o Google Now. Hacer eso requiere responder de una vez por todas a la pregunta “¿Qué es la conciencia?”. Sé que suena como una pregunta de la nueva era, pero en realidad es una pregunta muy profunda en los campos de investigación relacionados con http://cognition. Para luego acercarnos a lograr una hazaña de innovación como esta, uno tendría que innovar en muchos niveles, particularmente en el campo de la neurociencia computacional. Este campo multidisciplinario logra requerir matemáticas, física, informática, ciencias cognitivas, psicología, ingeniería eléctrica y neurociencia. Eso son siete campos. Siete. Uno tendría que ser Rain Man en NZT48 y Speed para lograr algo como esto, en una vida. En resumen, la gran cantidad de trabajo que habría que hacer para realizar plenamente una tecnología como esa, llevaría a TODA la humanidad varias generaciones, y billones de dólares para descubrir. O un tipo inimaginablemente rico, joven y aburrido, con un coeficiente intelectual de cinco dígitos y acceso a un suministro ILIMITADO de NZT48. Ahora, si me disculpa, debo llevar mis dedos al spa. Están muy doloridos