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¿Por qué querría la NASA probar un motor de cohete nuclear para una misión a Marte?

¿Por qué querría la NASA probar un motor de cohete nuclear para una misión a Marte?

NASA El plan militar estadounidense para probar un motor de misiles de propulsión nuclear en Vacío Ya en 2027, probablemente revolucionará la forma en que las personas viajan por el universo en las próximas décadas.

Las dos agencias trabajarán en un Propulsión térmica nuclear(Se abre en una nueva ventana) system, una tecnología que la NASA quiere usar para enviar humanos a Marte a fines de la década de 2000. Pero la misión experimental, conocida como Agile Cislunar Operations Demonstration Rocket, o Programa Draco(Se abre en una nueva ventana) – No incluirá astronautas.

Los defensores de los misiles de propulsión nuclear han enfatizado durante mucho tiempo las ventajas: permitir que las naves espaciales viajen más rápido, transporten cargas útiles más pesadas de personas y carga, y utilicen el combustible de manera más eficiente que los misiles basados ​​en productos químicos actuales. Recientemente, la idea ha sido catalizada, con $110 millones destinados al proyecto este año.

No está claro cuánto sabe la gente todos los días sobre la tecnología y si el proyecto renovará los temores sobre los desastres nucleares. La NASA y los líderes de defensa dicen que el cohete será seguro para las personas en la Tierra, además de hacer que los viajes espaciales sean más seguros para los astronautas: los vuelos más rápidos significan que estarán menos expuestos a los dañinos rayos cósmicos.

Pero en la conferencia del Instituto Estadounidense de Aeronáutica y Astronáutica, donde se anunció la nueva colaboración en Washington, D.C., el martes, Broker puede haber hablado en nombre de la conciencia colectiva cuando dijo: “Obviamente, la audiencia dirá: ‘Usted ‘¿Vas a poner un reactor sobre mi cabeza?'”

“Estamos colocando materiales radiactivos en el espacio, pero hemos diseñado todo el proceso para que sea seguro”, dijo Stephanie Tompkins, directora de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, el brazo de investigación y desarrollo del Ejército, que lidera el programa general. “Parte de la razón por la que se hace en el espacio de tantas maneras es que es más seguro que tener que hacerlo en la Tierra”.

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¿Cómo cambiarán los misiles nucleares los viajes espaciales?

Los expertos han descrito los cohetes de propulsión nuclear de Mashable como un avance tecnológico, al nivel del carruaje tirado por caballos que se usa para transferir una locomotora o un teléfono fijo a un teléfono inteligente. Por ahora, los ingenieros confían en girar alrededor de los planetas para conseguirlos. Mejora el atractivo(Se abre en una nueva ventana), la gravedad adicional necesaria para enviar sondas espaciales a las profundidades del sistema solar. Pero la energía nuclear liberaría a las misiones de tener que esperar a veces durante años para obtener el momento adecuado para las órbitas.

“Estás abriendo el sistema solar exterior a la exploración científica. No tienes que esperar a que los planetas se alineen. Tendrás oportunidades de lanzamiento todos los años”, dijo Dale Thomas, subdirector de la Universidad de Alabama en Huntsville. Centro de Investigación de Pagos. “Y, por cierto, ya que estamos hablando de rutas directas, llegas allí en aproximadamente la mitad del tiempo”.

Con la propulsión termonuclear, dijeron los ingenieros, podría llevar tan solo dos meses llegar a Marte en lugar de nueve, dependiendo de la ruta que tome. Reducir el tiempo de vuelo tendría la ventaja de reducir los suministros necesarios para dicho vuelo.

¿Por qué Estados Unidos dejó de probar misiles nucleares?

Las últimas pruebas de motores termonucleares nucleares de los Estados Unidos tuvieron lugar hace más de 50 años. Durante ese tiempo, el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México ayudó a construir cohetes nucleares para el programa Project Rover de la NASA. la El programa terminó en 1972.(Se abre en una nueva ventana) Cuando el presidente Richard Nixon tomó la decisión política de recortar los fondos para las misiones humanas a Marte y, en su lugar, centrar el gasto en el transbordador espacial y la investigación en la órbita terrestre baja.

Un sistema de propulsión térmica nuclear bombea hidrógeno líquido a través de un reactor, donde los átomos de uranio se separan y liberan calor. este proceso, conocido como fisión(Se abre en una nueva ventana)convertiría el hidrógeno en gas y lo expulsaría a través de una boquilla, creando un impulso para impulsar una nave espacial.

“Estás abriendo el sistema solar exterior a la exploración científica. No tienes que esperar a que los planetas se alineen. Tendrás oportunidades de lanzamiento cada año”.

Un “cambio de juego” en el desarrollo tecnológico actual es una nueva forma de uranio, que no se considera un material apto para armas. Esto abre la puerta para que las empresas espaciales comerciales trabajen en spin-offs después de la misión de prueba, dijo Pam Milroy, administradora adjunta de la NASA.

pero esto Uranio poco enriquecido(Se abre en una nueva ventana) Es uno de los mayores desafíos que enfrenta la NASA. Los materiales que entran en contacto con el combustible del reactor deben soportar temperaturas superiores a los 4.600 grados Fahrenheit, aproximadamente la mitad de la temperatura de la superficie del sol.

Los técnicos preparan una boquilla del reactor Kiwi para la prueba.
Crédito: NASA

¿Son seguros los misiles de propulsión nuclear?

En términos de seguridad, los ingenieros dicen que los sistemas nucleares no se utilizarán en absoluto en la plataforma de lanzamiento. De hecho, este es uno de los conceptos erróneos más comunes sobre la tecnología. En un tipo de enfoque híbrido, los cohetes químicos lanzarían la nave espacial a la Tierra. Luego, una vez que la nave ascienda a una altitud en el espacio entre 400 y 1300 millas, muy por encima Estación Espacial Internacional(Se abre en una nueva ventana) – Los motores nucleares se harán cargo. Milroy dijo que esto es fundamental para garantizar que el material ya no sea radiactivo cuando vuelva a entrar en la atmósfera terrestre.

Si por alguna razón el cohete químico explotara y el motor nuclear terminara en el océano, dijo Thomas, los dispositivos nucleares aún no podrían “volverse críticos”. Un sistema de cohetes no opera en el espacio hasta que alcanza la órbita.

Quizás los mayores riesgos de seguridad surgen durante las pruebas en tierra, que es un paso crítico antes del lanzamiento. Los ingenieros necesitarán enormes instalaciones que aún no existen para capturar el escape, una recomendación hecha en el archivo. Informe independiente para 2021(Se abre en una nueva ventana) La NASA ha pedido a las Academias Nacionales que estudien la propulsión nuclear. Las nuevas construcciones o modificaciones a las instalaciones existentes pueden costar miles de millones de dólares.

Un simulador que prueba combustible para misiles termonucleares

Un simulador en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, prueba prototipos de combustible para cohetes nucleares.
Crédito: NASA/Mick Speer

Las instalaciones de prueba seguras son una consideración que no se había tenido en décadas cuando los ingenieros estaban trabajando en versiones anteriores de estos sistemas, dijo Roger Myers, un consultor de aviación que copresidió el estudio de las Academias Nacionales.

“El gobierno de Estados Unidos lanzó motores de misiles nucleares en el desierto de Nevada por la noche, a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970, y los disparó al aire libre”, dijo Myers. “Somos más cuidadosos hoy”.

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Riesgos de radiación para los astronautas

Quizás sorprendentemente, los expertos dicen que los futuros astronautas no correrán un mayor riesgo de exposición a la radiación del motor, y su mayor preocupación seguirá siendo Radiación del espacio profundo(Se abre en una nueva ventana) del sol. Thomas dijo que esto proviene del diseño del barco. La NASA tiene una subvención de investigación para modelar cómo se podría diseñar una nave espacial para operar con motores de cohetes de propulsión nuclear.

La tripulación estará en la parte delantera y el motor en la parte trasera, con un gran tanque de hidrógeno en el medio. El hidrógeno también resulta ser un absorbente excepcional de neutrones. Traducción: “Como si tu combustible fuera tu armadura”, dijo Thomas. “Yo diría que en realidad estás en mejor forma con el misil termonuclear” que con el viejo sistema químico.

“Es como si tu combustible fuera tu armadura”.

Otra ventaja para los astronautas es que los cohetes de propulsión nuclear brindan a la tripulación la oportunidad de abortar una misión en el espacio profundo. En los motores químicos, una vez que una nave espacial se dirige a Marte, no hay vuelta atrás hasta que los planetas se alineen nuevamente.

Un motor de cohete nuclear impulsa una nave espacial

La nave espacial DRACO probará un motor de cohete termonuclear.
Crédito: Ilustración DARPA

Misiles termonucleares nucleares vs misiles eléctricos nucleares

más Tipos de propulsión nuclear(Se abre en una nueva ventana) No se desarrollan en el Programa Cooperativo DRACO, como la energía eléctrica nuclear. Un misil de propulsión nuclear utiliza un reactor para generar electricidad como una mini planta de energía. Myers cree que la NASA debería invertir en todos ellos porque tienen diferentes ventajas para los viajes espaciales. Pero dijo que unirse al Departamento de Defensa en el proyecto de prueba termonuclear fue una sabia combinación de recursos.

También hay algo en todo esto para las personas que tienen los pies plantados en la tierra. Si los científicos e ingenieros pueden desarrollar combustible y un reactor que pueda soportar temperaturas extremadamente altas, esto podría conducir a plantas de energía nuclear más seguras en la Tierra.

“El combustible del reactor que va a funcionar allí, si lo pones en un reactor terrestre, hará que el reactor sea a prueba de balas”, dijo.

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