Un nuevo combustible es capaz de soportar las condiciones extremas de un reactor nuclear de propulsión térmica
General Atomics
General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) ha probado con éxito un combustible nuclear diseñado para la propulsión y potencia de futuras naves espaciales. Las pruebas confirman la capacidad del combustible para soportar las condiciones extremas de un reactor nuclear de cohetes.
Hasta ahora, la propulsión de las naves espaciales se basaba principalmente en cohetes químicos, una tecnología que merece respeto. Los motores químicos lanzaron el primer satélite, llevaron al primer ser humano a la Luna e impulsaron las primeras sondas espaciales más allá de nuestro sistema solar.
Las limitaciones de los cohetes químicos
Los cohetes químicos ya han alcanzado los límites teóricos de su rendimiento, un hito logrado por primera vez en 1942 con el viaje al espacio del cohete alemán V-2. Desde entonces, los avances se han centrado en hacer los cohetes más grandes y eficientes mediante mejoras no relacionadas con los propios motores.
Aunque existen alternativas como los propulsores iónicos y las velas solares, producen un empuje mínimo y tienen usos limitados. Para misiones realmente ambiciosas, los ingenieros espaciales buscan motores capaces de suministrar al menos un tercio más de potencia que los mejores cohetes químicos. Un motor de este tipo podría permitir lanzaderas rápidas entre la órbita terrestre baja y la Luna, ajustes orbitales rápidos y grandes misiones tripuladas a Marte y otros planetas en plazos razonables.
Propulsión térmica nuclear
El sistema de propulsión térmica nuclear (NTP), comúnmente conocido como cohete nuclear, es el más prometedor y actualmente el único candidato para satisfacer estas necesidades. Propuesto por primera vez en 1945, este concepto sustituye la combustión química por un reactor nuclear para calentar un propulsor. Aunque el hidrógeno es la opción más probable para el propulsor, podría utilizarse casi cualquier sustancia, incluida el agua, ya que el papel del propulsor es únicamente actuar como masa de reacción, expulsada para generar empuje de acuerdo con la Primera Ley de Newton.
El concepto es sencillo, pero los retos de ingeniería residen en los detalles. Por ejemplo, el reactor debe soportar temperaturas extremadamente altas, vibraciones intensas y gas hidrógeno sobrecalentado y altamente reactivo. Estas condiciones alcanzan hasta 2.326 °C (4.220 °F).
El combustible nuclear convencional tiene dificultades para soportar estas condiciones extremas, pero lo que necesitan los ingenieros de cohetes es un combustible que no sólo sobreviva a estas condiciones, sino que además resista a las grietas y astillas del proceso.
El éxito de las pruebas confirma la durabilidad del combustible nuclear avanzado
Scott Forney, presidente de GA-EMS, declaró que las recientes pruebas realizadas en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Redstone Arsenal, Alabama, confirmaron la capacidad del nuevo combustible para soportar temperaturas operativas sin erosión ni degradación. El combustible soportó el calor total del reactor y la exposición al gas hidrógeno durante 20 minutos, un tiempo comparable al requerido durante una maniobra de impulso típica. Otras pruebas evaluaron el comportamiento del combustible en diversas condiciones de protección no especificadas explícitamente.
La Dra. Christina Back, vicepresidenta de Tecnologías y Materiales Nucleares de GA-EMS, destacó la importancia de estos resultados: «Que sepamos, somos la primera empresa que utiliza la instalación de pruebas ambientales de elementos combustibles compactos (CFEET) del MSFC de la NASA para probar y demostrar con éxito la capacidad de supervivencia del combustible tras ciclos térmicos a temperaturas y velocidades de rampa representativas del hidrógeno». Y añadió: «También realizamos pruebas en un entorno sin hidrógeno en nuestro laboratorio GA-EMS, donde el combustible funcionó excepcionalmente bien a temperaturas de hasta 3.000 °K (4.940 °F, 2.726 °C). Este nivel de rendimiento podría hacer que el sistema NTP fuera de dos a tres veces más eficiente que los motores de cohetes químicos tradicionales. Esperamos seguir colaborando con la NASA a medida que avancemos y perfeccionemos el combustible para cumplir los requisitos de las futuras misiones cislunares y a Marte.»
Read the original article on: New Atlas
Read more: NASA Launches 2025 with Spacewalk to Repair X-Ray Telescope and Upgrade the ISS
