Nuevos avances para el cohete nuclear de propulsión térmica

Nuevos avances para el cohete nuclear de propulsión térmica

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del Pentágono solicita propuestas para la próxima generación de naves espaciales: un cohete de propulsión nuclear

El Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) también permitiría a las naves espaciales maniobrar ágilmente en el espacio, que es un objetivo para futuras operaciones espaciales. según DARPA. En caso de guerra, las maniobras rápidas serían esenciales para evadir las naves enemigas.

DARPA, el brazo de investigación y desarrollo del Departamento de Defensa de EE. UU., planea organizar una demostración de vuelo de propulsión térmica nuclear (NTP) que llevaría una nave espacial a la órbita de la Tierra en 2026. Eventualmente, el motor podría usarse para volar a través del espacio cislunar. , la extensión entre la Tierra y la Luna (la distancia media de la luna a nosotros es de 400.000 kilómetros). Quizás la misma tecnología podría transportar humanos para misiones de vuelos espaciales de larga duración, según la Oficina de Energía Nuclear. Estos podrían incluir viajar a Marte, por ejemplo.

Sin embargo, este tipo de nave espacial no sera lanzada desde la tierra. Esto se debe a que NTP no está diseñado para lograr el empuje necesario para combatir la atracción gravitacional de la Tierra. Una vez que una nave espacial alcanza la órbita utilizando sistemas de propulsión tradicionales, se activará con los cohetes NTP que lleva a bordo.

El programa DRACO comenzó con el diseño preliminar de un reactor de motor de cohete de la compañía de vuelos no tripulados General Atomics. Las empresas de vuelos espaciales Blue Origin y Lockheed Martin presentaron dos diseños conceptuales de naves espaciales al programa en 2021.

DARPA está aceptando propuestas en un concurso público para que el proyecto no se limite a las empresas que ya están involucradas. La agencia de defensa está buscando propuestas detalladas que describan cómo los ingenieros diseñarían, desarrollarían, fabricarían y ensamblarían el motor. Las inscripciones vencen el 5 de agosto.

Los científicos llevan estudiando la propulsión térmica nuclear desde la década de 1960. Cuando el programa de aplicación de motores nucleares para vehículos cohete estaba activo, los científicos del Laboratorio Nacional de Los Álamos ayudaron a desarrollar y probar cohetes nucleares.

Si el programa DRACO funciona según lo planeado, es posible que pronto veamos una nueva generación de cohetes nucleares volando hacia el espacio. Incluso podrían hacer que sea más fácil llegar a Marte.

Porque los cohetes nucleares son más eficientes que los cohetes químicos.

La propulsión térmica nuclear comienza con un propulsor líquido, como el hidrógeno, bombeado a través del núcleo de un reactor. Dentro del núcleo, los átomos de uranio se dividen en un proceso llamado fisión, que libera calor. Cuando el propulsor se calienta, se convierte en gas. En este punto, el proceso es similar al de otros cohetes, donde el gas propulsor se expande y dispara a través de una tobera, propulsando el cohete.

Sin embargo, NTP no es lo mismo que propulsión química. Los cohetes químicos producen vapor de agua como subproducto cuando se queman productos químicos, haciéndolos más pesados ​​y menos eficientes. El subproducto de hidrógeno en un sistema NTP es mucho más liviano, por lo que el cohete viaja más lejos con menos combustible.

La cantidad de empuje que puede obtener un cohete químico quemando una cantidad específica de hidrógeno líquido y oxígeno líquido es de 450 segundos. Es la mitad del empuje mínimo de los cohetes de propulsión nuclear, estimado en 900 segundos.

«A diferencia de las tecnologías de propulsión que se usan hoy en día, NTP puede lograr una alta relación empuje-peso similar a la propulsión química pero con una eficiencia de dos a cinco veces mayor», explica DARPA en un artículo de SpaceNews.