Um foguete movido a energia nuclear pode parecer algo da ficção científica, mas pode ser a chave para futuras missões comerciais, militares e de pesquisa ao espaço. Alguns acreditam que será essencial para uma missão bem -sucedida a Marte. Recentemente, a NASA e a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) tomaram vários passos importantes para fazer isso acontecer.
A NASA e a DARPA formam parceria no novo sistema de propulsão de foguetes
Em janeiro de 2023, a NASA e a DARPA concordaram em estabelecer uma parceria para desenvolver e demonstrar que um foguete de alimentação nuclear poderia potencialmente levar astronautas a Marte. As duas agências dividiram o custo inicial de US $ 499 milhões para o programa.
O objetivo do projeto é projetar e demonstrar o primeiro foguete térmico nuclear (NTR) do mundo sob o programa de demonstração do DARPA para o programa de operações de cislunar ágil (DRACO). Cislunar refere -se a um objeto entre a Terra e a Lua.
“Com a ajuda dessa nova tecnologia, os astronautas podem viajar de e para o espaço profundo mais rápido do que nunca – uma grande capacidade de se preparar para missões de tripulação para Marte”. disse o administrador da NASA, Bill Nelson.
Força espacial dos EUA para fornecer elevação inicial para o sistema de foguetes nucleares
NASA, DARPA e a Força Espacial dos EUA chefiarão as partes do governo dos EUA do programa. A Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial da NASA supervisionará o desenvolvimento técnico do motor térmico nuclear. O DARPA é a autoridade contratante para o estágio e o motor do foguete, incluindo o reator nuclear. A força espacial fornecerá o veículo de lançamento para a missão.
A segurança é um dos aspectos mais críticos do projeto, levando à necessidade do veículo de lançamento da força espacial. Como uma medida de segurança, os planos iniciais são iniciar a NTR em órbita em um foguete convencional e alimentado por produtos químicos e iniciar seu motor de foguete nuclear quando estiver a uma distância segura da superfície.
Lockheed Martin e BWX Technologies colaborando no veículo de lançamento e motor
DARPA e NASA escolheram a Lockheed Martin e a BWX Technologies Para participar do projeto. A Lockheed Martin está trabalhando no veículo NTR experimental (X-NTRV) que andará no foguete de comando espacial. A BWX Technologies (BWXT) desenvolverá o reator nuclear e produzirá o combustível de alto ensaio e baixo enriquecimento (haleu) que ele usará. Haleu alimenta projetos de reatores modernos que são menor, mais flexível e mais barato do que os projetos anteriores.
Rocket, baseado em fissão, baseado em fissão, oferece vantagens
O projeto Draco pede um reator de fissão para fornecer à NTR poder.
De acordo com um estudo DARPA, NTRs “Use um reator nuclear ao propulsor de calor a temperaturas extremas antes de esgotar o propulsor quente através de um bico para produzir impulso”.
Algumas vantagens desse tipo de sistema são que é lmais ideal e mais eficiente do que os motores baseados em produtos químicos que a NASA usa atualmente. A NTR usará gás hidrogênio devido ao seu peso leve. Os foguetes químicos produzem vapor de água, que é mais pesado que o hidrogênio. Isso resulta em um foguete que pode viajar mais longe para o espaço com menos combustível.
Outra vantagem do uso de foguetes de alimentação nuclear é que eles produzirão mais energia do que os motores atuais. O Departamento de Energia dos EUA afirma que esses motores darão aos foguetes mais velocidade, Possivelmente reduzindo o tempo de viagem para Marte em 25%. Outra vantagem esperada é que esses foguetes mais rápidos serão mais seguros para os astronautas como vão limitar o tempo em que estão expostos à radiação durante missões.
O trabalho em foguete movido a energia nuclear começou em 1955
A idéia de desenvolver um foguete de alimentação nuclear não é nova. Em 1955, os Estados Unidos começaram a pesquisa no Laboratório Científico de Los Alamos sobre esse conceito com o Project Rover. De 1959 a 1962, eles começaram a testar projetos e combustíveis de reatores. Então, em 1965, NASA se juntou à Comissão de Energia Atômica Desenvolver um foguete movido nuclear para missões de longo alcance para Marte e possivelmente usá-lo como um estágio superior para foguetes Apollo.
Eles chamaram isso de projeto de mecanismo nuclear para aplicações de veículos de foguete (NERA). Nos próximos anos, eles Projetos de motor testados com sucesso, componentes de resfriamento e bombas. Eventualmente, no entanto, o governo dos EUA decidiu em 1971 abandonar os planos de uma missão tripulada a Marte após os desembarques da lua. Apesar disso, alguns dos conceitos e tecnologias de design que surgiram de Rover e Nerva ainda são válidos hoje e podem ajudar o desenvolvimento contínuo.
Preocupações de segurança colocam os planos de Draco em espera potencialmente por muito tempo
O objetivo inicial do programa DRACO foi realizar um lançamento de teste em 2027, e os planos pareciam estar avançando. No entanto, em janeiro de 2025, a equipe de gerenciamento DARPA-NASA encarregada do projeto anunciou que estava colocando-o em “em espera indefinida. ”
O anúncio mencionou que a Lockheed Martin e o BWXT tiveram problemas para projetar um motor que eles pudessem testar com segurança no chão. Darpa explicou a decisão.
““Estamos reunindo duas coisas – garantia de missão e segurança nuclear – e há uma quantidade razoável de complexidade”Disse Matthew Sambora, um dos dois gerentes de programas Draco no escritório de tecnologia tática da DARPA.“2027 não é uma data em que estamos atirando neste momento. ”
Sambora acrescentou que um dos objetivos do programa ainda é realizar uma demonstração em órbita do design e que os problemas que eles enfrentam não são “sem dúvida”, mas “difíceis”.
Os critérios de segurança eram menos rigorosos nas décadas de 1950 e 1960
Jim Shoemaker, o segundo gerente de programa de Darpa Draco, se referiu aos primeiros trabalhos em Projetos Rover e Nerva como “o tempo antes da segurança ser inventado”.
Ele também disse que os cientistas que trabalham em Rover e Nerva fizeram seis testes ao ar livre de reatores radioativos entre 1964 e 1969, “que nunca poderíamos ser aprovados hoje”.
Juntamente com os problemas com a segurança do teste, Draco enfrenta outros desafios, como armazenar hidrogênio para o sistema quando atingir o espaço. Não parece que isso aconteça nos próximos anos.
““Uma vez que uma demonstração de Draco se mostra bem-sucedida, pode levar mais de 10 a 15 anos para que a tecnologia seja usada em uma base operacional”Disse Shoemaker.
