Marte. O planeta vermelho é o próximo grande destino da humanidade. Atualmente, a NASA planeja lançar uma missão tripulada para lá na próxima década, embora ainda não tenha decidido uma data. E é compreensível que não o tenha feito. A magnitude dos desafios que precisam ser resolvidos antes de enviar seres humanos a Marte é titânica. Um deles está ligado ao tempo necessário para a viagem.
Utilizando a tecnologia dos foguetes químicos atuais, a viagem a Marte durará entre seis e nove meses. No entanto, o desenvolvimento da propulsão térmica nuclear pode reduzir esse tempo para a metade. Com foguetes de propulsão térmica nuclear, a viagem a Marte poderia durar de três a quatro meses, o que seria muito menos duro para a saúde dos astronautas. Além disso, permitiria investir menos recursos na missão.
A propulsão térmica nuclear tem vantagens, mas traz grandes desafios
Os sistemas de propulsão química convencionais que são utilizados nos foguetes atualmente dependem de uma reação química que envolve um propelente leve, como o hidrogênio, e um oxidante. Ao se misturarem, ocorre instantaneamente a ignição, de modo que o propelente é ejetado pela bocal e gera o empuxo necessário para impulsionar o foguete.
A estratégia proposta pela propulsão térmica nuclear é muito diferente. A fissão nuclear é uma reação perfeitamente conhecida que tem sido utilizada em centrais nucleares e submarinos com propulsão nuclear desde meados da década de 1950. Normalmente, nas reações de fissão induzida, um núcleo de urânio-235 absorve um nêutron, dando origem a um núcleo de urânio-236, que é instável, e este último se divide em dois núcleos, um de bário-144 e outro de criptônio-89, emitindo, além disso, dois ou três nêutrons.
A fissão utilizada na propulsão térmica nuclear é essencialmente idêntica à que acabamos de descrever, mas o combustível que ela utiliza contém mais urânio-235. Por isso, seu enriquecimento é maior do que, por exemplo, o das barras de combustível usadas em centrais nucleares. Além disso, os reatores que empregam propulsão nuclear operam a uma temperatura mais alta do que os que utilizam propulsão química, o que os torna mais potentes e compactos.
Os sistemas de propulsão térmica nuclear têm aproximadamente dez vezes mais densidade de potência do que um reator de água leve convencional. Eles têm também aproximadamente o dobro do impulso específico dos foguetes químicos — portanto, no papel, possuem a capacidade de reduzir à metade a duração da viagem a Marte.
O governo dos EUA financia programas de desenvolvimento da propulsão térmica nuclear desde meados da década de 1950. Dezenas de designs já foram testados, mas os reatores de uma espaçonave, além de fornecerem um alto impulso específico e serem o mais leves possível, precisam ser seguros — carregar urânio altamente enriquecido pode comprometer a segurança.
Como o plano da NASA é testar um motor de propulsão térmica nuclear no espaço já em 2027, é possível que essa tecnologia acabe sendo usada (e se torne essencial) na exploração de Marte. Pode até ser que nos leve além do planeta vermelho. Vamos ver.
Imagem | SpaceX
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