A partir da década de 1950, os Estados Unidos começaram a se concentrar no desenvolvimento de propulsão nuclear como uma maneira eficaz de explorar o espaço de energia. Vários programas fizeram um progresso significativo nesse esforço. Anos de planejamento e teste provaram a viabilidade e o potencial desses sistemas. No entanto, muitos problemas lançaram sérias dúvidas sobre o desenvolvimento futuro.
Planos de Guerra Fria para ir para o espaço
Durante a Guerra Fria, os Estados Unidos se concentraram em usar energia nuclear por mais do que apenas armas. Cientistas e políticos começaram a pensar em ir ao espaço e explorar outros planetas. Eles sabiam que tinham que desenvolver motores poderosos o suficiente para lançar foguetes no espaço, e alguns se perguntaram se os motores poderiam ser nucleares.
Projetos Rover e Nerva se concentraram em projetos de propulsão nuclear
Houve até alguma conversa sobre isso Já em 1945mas o primeiro programa sério, o Project Rover, começou em 1955. A Comissão de Energia Atômica dos EUA administrou o Rover com a intenção de usar a propulsão térmica nuclear em foguetes. Sua missão era projetar um reator nuclear que pudesse alimentar um motor de foguete, desenvolver um propulsor apropriado e conduzir testes de projeto. Cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos fizeram o trabalho inicial no projeto.
Mais tarde, o governo começou a próxima fase, O programa Nuclear Motor for Rocket Vehicle Application (NERA). Seu objetivo era projetar um motor nuclear voador que poderia lidar com o tensões e vibrações de um lançamento espacial. A idéia era adicionar o motor nuclear como um estágio superior em um Saturno V. Eles também esperavam realizar um voo de teste em 1970.
Vantagens da propulsão nuclear
Juntos, os projetos Rover e Nerva provaram que a propulsão nuclear era viável em foguetes e tinha algumas vantagens significativas sobre os motores químicos que alimentavam foguetes na época.
Uma das principais vantagens que os motores nucleares tinham sobre motores químicos estava em eficiência. Os cientistas medem a eficiência do motor de foguete com base em segundos de impulso específico. Com este método, os motores nucleares provaram ser pelo menos duas vezes mais eficiente do que os motores químicos. Os motores nucleares também forneceram alto impulso.
Outra vantagem significativa dos motores nucleares é que eles eram mais leves e menores que os motores químicos. Por esse motivo, os foguetes podem negociar peso do propulsor por mais capacidade de carga útil. Os motores nucleares também podem dar a foguetes uma faixa maior. Tudo isso, combinado com sua maior eficiência e impulso, tornou os motores nucleares uma opção atraente para alimentar foguetes no programa de espaço inicial.
Problemas adicionam dúvidas em programas que usam energia nuclear em foguetes
Enquanto cientistas e engenheiros que trabalhavam em Rover e Nerva viram muitas vantagens no uso de propulsão nuclear, encontraram muitos problemas, se não mais, com a tecnologia. Desde o início, eles tiveram que desenvolver novos designs e processos complexos para Reatores, materiais, radiação, estruturas e sistemas de controle.
Um exemplo dessa complexidade estava nas temperaturas com as quais eles tinham que lidar. O propulsor de hidrogênio líquido estava em menos 400 graus Fahrenheit, enquanto as temperaturas de exaustão dos motores eram de pelo menos 4000 graus. Os cientistas sentiram que a maioria dos metais e ligas não podia lidar com mais de 4500 graus. Eles relataram que isso era tão sério que uma em cada três pessoas trabalhando em Los Alamos passou o tempo focando em temperaturas.
Um artigo no Ans Nuclear Newswire em Projeto Rover faz um ponto semelhante: “Transferir o hidrogênio líquido a menos de 400 graus Fahrenheit é um problema de manuseio tão fácil quanto fazer com que a água se mova suavemente através de um forno em branco.”
Outro problema estava nos métodos de teste. Eles inicialmente testaram os motores com os bicos apontados. Quando eles queriam testar os motores apontando para baixo, eles tiveram que ter certeza de O oxigênio não seria sugado para o bico e causaria uma explosão Quando o oxigênio e o hidrogênio se uniram.
Cientistas surpreendidos pelos resultados dos testes
As pessoas que trabalham em Rover e Nerva às vezes usavam linguagem que os fazia sentir insegura ou sem confiança nos projetos. Como resultado, eles não conseguiram prever com precisão os resultados dos testes.
Um exemplo está em um artigo no Actinind Research Quarterly de Los Alamos. O cientista Richard Malenfant escreveu: “Este artigo resume as lições aprendidas no desenvolvimento dessa tecnologia, ilustrando que as surpresas certamente serão encontradas ao realizar programas tão avançados”.
Linguagem inconsistente de cientistas em programas nucleares
Malenfant adicionado que “os resultados experimentais foram relatados apenas nos relatórios informais de progresso” e que “o aquecimento foi inconsistente”. Mais tarde, ele se referiu aos problemas de design e teste como “apenas uma amostra das incógnitas que deveriam ser abordadas”.
Outro exemplo está em um artigo na edição de janeiro de 1963 da Nuclear News, que afirma: “Cada um desses seis testes tem sido de imenso valor, embora muitas vezes de maneira inesperada. ”
É difícil imaginar que o público apoiaria um programa nuclear com tantas incertezas. No entanto, é difícil negar as vantagens da propulsão nuclear.
No final, o custo desses programas pode ter se tornado seu principal obstáculo. O governo reduziu o financiamento para Nerva no final da década de 1960 e cancelou o programa em 1973.
A esperança de usar propulsão nuclear em foguetes não terminou por aí. Em 1983, quando houve discussões sobre o desenvolvimento do Programa de Iniciativa de Defesa Estratégica (Guerra nas Estrelas)Falou -se em usar motores nucleares mais poderosos que foguetes químicos. Também naquele ano, o governo iniciou um novo programa, “Project Timber Wind”, que se tornou parte do Programa de Propulsão Térmica Nuclear Espacial. Funcionou de 1987 a 1991. Nesse ponto, A NASA o cancelou Depois de decidir que não fez melhorias sobre os projetos do programa Rover
