La propulsión nuclear podría ser un "cambio de juego" para la exploración espacial, según la NASA

El hombre ya llegó a la Luna y espera dar en los próximos 15 años el salto a nuestro planeta vecino Marte y en un futuro lejano más allá todavía. Pero un siempre se encuentra con el mismo problema. Las grandes distancias que existen en el espacio.

Para llegar a la Luna, se tardan 4 días. Para ir Marte, la travesía solo  de ida demanda 8 meses y medio. Y para 'tocar' el límite de nuestro sistema Solar, las naves Voyager 1 y 2 necesitaron 35 años viajando a 12 kilómetros por segundo, la máxima velocidad jamás alcanzada por un objeto construido por el hombre.

En este dilema del tiempo-distancia, desde los años 60 las grandes potencias están estudiando los complejos sistemas de propulsión. Y la energía nuclear es uno de ellos.

Ocurre, que la eficiencia de un cohete se mide en segundos de impulso específico. Esto se refiere al tiempo en segundos que una libra de propulsor entregará a una libra de empuje. Cuanto mayor sean los segundos de impulso específico, mayor será la economía de los propulsores.

Nuestros mejores cohetes químicos de hoy están limitados a un impulso específico de aproximadamente 450 segundos. Por otro lado, las pruebas realizadas en reactores nucleares a gran escala han logrado 800 segundos.

Esto significa que el cohete nuclear con su escape liviano de alta velocidad usará un propulsor aproximadamente dos veces más eficientemente que los cohetes químicos. Esta es la principal ventaja de la propulsión nuclear.

La NASA con la mira nuclear

Con esta premisa, hace pocos días, el jefe administrador de la NASA, Jim Bridenstine, anunció que "el próximo salto gigante de la humanidad podría ser habilitado por la tecnología nuclear de última generación".

Durante la sexta reunión del Consejo Nacional del Espacio (NSC), el jefe de la NASA elogió el potencial de la propulsión térmica nuclear, que aprovecharía el calor generado por las reacciones de fisión para acelerar los propulsores como el hidrógeno a velocidades tremendas.

Las naves espaciales impulsadas por tales motores podrían llegar a Marte en solo tres o cuatro meses, aproximadamente la mitad del tiempo del viaje que un vehículo con propulsión química tradicional.

"Esto es absolutamente un cambio de juego para lo cual la NASA está trabajando y tratando de lograr. Eso nos da la oportunidad de proteger realmente la vida, cuando hablamos de la dosis de radiación cuando viajamos entre la Tierra y Marte", aclaró Bridenstine.

La aclaración de Bridenstine es pertinente ya que la radiación espacial es el mayor problema al que se enfrenta un ser humano que quiere viajar más allá de la órbita baja de la Tierra, donde dejan de estar protegidos por el campo magnético terrestre que impide que altas dosis de radiación, por culpa de las tormentas solares y los rayos cósmicos, hagan daño al cuerpo humano.

Esa dosis aumenta, por supuesto, cuanto más tiempo pasan los astronautas en el espacio profundo, lejos de la burbuja protectora de la magnetosfera de la Tierra.

Y una investigación reciente sugiere que la dosis de radiación acumulada por los astronautas con destino a Marte podría dañar sus cerebros, afectando su estado de ánimo y su capacidad de aprender y recordar.

Para evitar esto, los investigadores del Centro Espacial Marshall de la NASA están nuevamente buscando desarrollar cohetes nucleares. Como parte del programa Game Changing Development (Desarrollo para cambiar las reglas del juego), el proyecto de Propulsión Termo Nuclear -NTP por sus siglas en inglés- buscará la creación de un cohete de alta eficiencia que sería capaz de usar menos combustible para llevar cargas pesadas a planetas distantes, en un tiempo relativamente corto.

En un cohete NTP, las reacciones de uranio y deuterio son usadas para calentar hidrógeno líquido dentro de un reactor, dicho hidrógeno es convertido en un gas ionizado (plasma) que posteriormente es canalizado a través de una tobera para generar empuje.

Un segundo posible método de aprovechamiento de la energía nuclear, conocido como propulsión nuclear eléctrica (NEC por sus siglas en inglés), implica el uso del mismo reactor. Sin embargo, la energía desprendida de la reacción es convertida a energía eléctrica que, a su vez, le da movimiento a un motor eléctrico.

Como Sonny Mitchell director de proyecto de la NASA publicó recientemente: "A medida que avanzamos hacia los límites del sistema solar, la propulsión nuclear podría ser la única opción tecnológicamente viable para extender el alcance del hombre a la superficie de Marte y a los mundos más allá. Estamos emocionados de estar trabajando en tecnologías que podrían abrir la exploración humana del espacio profundo".

En mayo último, el Comité de Asignaciones de la Cámara de Representantes aprobó un proyecto de ley que asigna 22.3 mil millones de dólares a la NASA, incluidos $ 125 millones para desarrollar tecnología de propulsión nuclear térmica. El Congreso también proporcionó otros 100 millones de dólares con el mismo propósito en el año fiscal 2019.

La propulsión térmica nuclear no debe confundirse con el generador termoeléctrico de radioisótopos tecnología del (RTG). Los RTG convierten el calor generado por la desintegración radiactiva del plutonio en electricidad, que luego alimenta los instrumentos de las naves espaciales y otros equipos.

La NASA ha estado utilizando RTG durante décadas; han impulsado a algunos de los exploradores planetarios más famosos de la agencia, incluidas las sondas gemelas Voyager, la nave espacial Cassini Saturn y el rover Curiosity de Marte.

Otra tecnología nuclear podría ayudar a la exploración en el futuro también. Por ejemplo, los investigadores están desarrollando un pequeño reactor de fisión que podría impulsar puestos avanzados tripulados en la luna y Marte.

Este "reactor Kilopower" podría estar listo para una demostración de vuelo en 2022 si la NASA así lo desea, dijeron recientemente miembros del equipo del proyecto.

Rusia se suma a los experimentos

Rusia está retomando sus viejos proyectos para continuar con el desarrollo de un cohete de propulsión nuclear que serviría para realizar viajes interplanetarios.

Vladimir Koshlakov, jefe del Centro de Investigación Keldysh de Rusia, confirmó los planes de la agencia Roscosmos para construir un cohete de propulsión nuclear.

La agencia espacial nacional rusa, Roscosmos, presentó este mes junto al Centro de Investigación Keldysh un nuevo concepto motor impulsado por energía nuclear. El mismo, utilizaría un reactor nuclear para generar calor que usaría para calentar algún combustible y, gracias a la reacción, producir empuje.

Las armas también cuentan

Bridenstine también hizo hincapié en la utilidad de la propulsión térmica nuclear para aplicaciones más cercanas al hogar. Por ejemplo, el aumento de potencia podría permitir que las naves que orbitan la Tierra se salgan de la línea de fuego de las armas antisatélite.

"Tales armas están siendo desarrolladas tanto por China como por Rusia", afirmó Joseph Maguire, director interino de inteligencia nacional de Estados Unidos.

"Ambos países ven la capacidad de atacar los sistemas y servicios espaciales como parte de sus esfuerzos más amplios para disuadir o derrotar a un adversario en combate. En resumen, la amenaza para los sistemas espaciales estadounidenses y aliados continúa creciendo sin cesar", concluyó.

En el ámbito de la seguridad nacional, los pequeños reactores de fisión también podrían proporcionar energía fuera de la red para bases militares remotas y avanzadas.

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