NASA quer enviar foguetes nucleares para a Lua e Marte

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Foguetes nucleares poderiam ser usados ​​para reduzir pela metade o tempo de viagem a Marte.
Prolongar / Foguetes nucleares poderiam ser usados ​​para reduzir pela metade o tempo de viagem a Marte.

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Ao norte do rio Tennessee, perto de Huntsville, Alabama, há um teste de foguete de seis andares em uma pequena clareira de pinheiros loblolly. Está aqui, em um canto isolado da NASA Marshall Space Flight Center, que o Exército dos EUA e a NASA realizaram testes críticos durante o desenvolvimento do foguete Redstone. Em 1958, este foguete se tornou o primeiro a detonar uma arma nuclear; três anos depois, transportou o primeiro americano para o espaço.

A história emaranhada de armas nucleares e espaço está novamente ressurgindo, logo na estrada do banco de testes de Redstone. Desta vez, os engenheiros da NASA querem criar algo enganosamente simples: um motor de foguete alimentado por ficão nuclear.

Um motor de foguete nuclear seria duas vezes mais eficiente do que os motores químicos que acionam foguetes hoje. Mas, apesar de sua simplicidade conceitual, os reatores de fissão em pequena escala são difíceis de construir e arriscados para operar porque produzem resíduos tóxicos. As viagens espaciais são perigosas o suficiente sem ter que se preocupar com um colapso nuclear. Mas para o futuro missões humanas à lua e Marte, a NASA acredita que esses riscos podem ser necessários.

No centro do programa de foguetes nucleares da NASA está Bill Emrich, o homem que literalmente escreveu o livro sobre propulsão nuclear. "Você pode fazer propulsão química em Marte, mas é realmente difícil", diz Emrich. "Ir além da lua é muito melhor com a propulsão nuclear".

Emrich vem pesquisando propulsão nuclear desde o início dos anos 90, mas seu trabalho assumiu um senso de urgência quando o governo Trump pressiona a NASA a calçar botas na lua o mais rápido possível, em preparação para uma viagem a Marte. Embora você não precise de um motor nuclear para chegar à Lua, seria um campo de testes inestimável para a tecnologia, que quase certamente será usada em qualquer missão tripulada a Marte.

Vamos esclarecer uma coisa: um motor nuclear não levará um foguete para a órbita. Isso é muito arriscado; se um foguete com um reator nuclear quente explodisse na plataforma de lançamento, você poderia acabar com um desastre à escala de Chernobyl. Em vez disso, um foguete comum de propulsão química levaria uma espaçonave movida a energia nuclear para a órbita, que só então acionaria seu reator nuclear. A enorme quantidade de energia produzida por esses reatores poderia ser usada para sustentar postos avançados humanos em outros mundos e reduzir o tempo de viagem para Marte pela metade.

"Muitos problemas de exploração espacial exigem que a energia de alta densidade esteja disponível o tempo todo, e existe uma classe de problemas para os quais a energia nuclear é a opção preferida – se não a única -", Rex Geveden, ex-administrador associado da NASA e CEO da empresa de geração de energia BWX Technologies, disse ao Conselho Nacional do Espaço em agosto. Os sentimentos de Geveden foram ecoados pelo administrador da NASA, Jim Bridenstine, que chamou a propulsão nuclear de "um divisor de águas" e disse ao vice-presidente Mike Pence que o uso de reatores de fissão no espaço é "uma incrível oportunidade da qual os Estados Unidos devem aproveitar".

Não é a primeira vez que a NASA flerta com foguetes nucleares. Na década de 1960, o governo desenvolveu vários motores de reatores nucleares que produziam propulsão com muito mais eficiência do que os motores convencionais de foguetes químicos. A NASA começou a planejar uma base lunar permanente e uma primeira missão tripulada a Marte no início dos anos 80. (Parece familiar?) Mas, como em muitos projetos da NASA, os motores de foguetes nucleares logo caíram em desuso e o escritório encarregado deles foi fechado.

Também havia obstáculos técnicos. Embora o conceito de motor de foguete nuclear seja simples o suficiente – o reator leva o hidrogênio a temperaturas escaldantes e o gás é expelido através de um bico – projetar reatores que poderiam suportar seu próprio calor não era. Os reatores de fissão terrestre operam a cerca de 600 graus Fahrenheit; os reatores usados ​​em motores de foguete devem ser acionados a mais de 4.000 graus F.

Na última década, Emrich e uma equipe de engenheiros vêm simulando condições extremas dentro de um motor de foguete nuclear no Marshall Space Flight Center. Em vez de desencadear uma reação de fissão, eles usam grandes quantidades de eletricidade – o suficiente para atender às necessidades de energia de várias centenas de lares americanos médios – para aquecer a célula de combustível vários milhares de graus. "Pense nisso como um grande forno de microondas", diz Emrich.

O simulador de foguetes nucleares da NASA, NTREES, está testando materiais que podem suportar calor extremo. "Src =" https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2019/09/Science_nuclearproulsion_elg2515.jpg "width =" 720 "de altura = "479

O simulador de foguetes nucleares da NASA, NTREES, está testando materiais que podem suportar calor extremo.

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Chamado NTREES, para simulador ambiental de elemento de foguete térmico nuclear, esse projeto foi a espinha dorsal do silencioso retorno da NASA à propulsão nuclear. Emrich e sua equipe usam a grande câmara do simulador para estudar como os materiais reagem ao calor extremo sem incorrer nos custos ou perigos de um motor nuclear completo, como a NASA fez nos anos 60. Alguns anos depois que o NTREES entrou em operação, a NASA o dobrou em um programa para estudar como um motor nuclear pode ser integrado ao Sistema de Lançamento Espacial, o foguete de lançamento de última geração para cargas pesadas da agência.

Os primeiros programas lançaram as bases para um motor de foguete nuclear; O próximo passo da NASA foi desenvolver o hardware necessário para levar o motor da teoria à realidade. Em 2017, a NASA concedeu à BWX Technologies um contrato de três anos e US $ 19 milhões para desenvolver os componentes de combustível e reator necessários para um motor nuclear. No ano seguinte, o Congresso destinou US $ 100 milhões no orçamento da NASA para o desenvolvimento de tecnologias de propulsão nuclear. E este ano eles receberam outro impulso quando o Congresso adicionou outros US $ 125 milhões para propulsão nuclear.

Mas antes que um motor de foguete nuclear consiga seu primeiro vôo, a NASA precisa revisar seus regulamentos para o lançamento de materiais nucleares. Em agosto, a Casa Branca emitiu um memorando que encarregou a NASA de desenvolver protocolos de segurança para operar reatores nucleares no espaço. Uma vez adotados pela NASA, o cenário estará pronto para o primeiro voo de um motor nuclear em 2024. Isso coincide com o prazo de Trump para devolver os astronautas americanos à lua; talvez desta vez eles estejam pegando carona em um foguete nuclear.

Esta história apareceu originalmente em wired.com.

Fonte: Ars Technica