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La NASA y DARPA probarán un misil nuclear en el espacio

La NASA y DARPA probarán un misil nuclear en el espacio

Las próximas décadas de exploración espacial verán a los astronautas regresar a la luna, las primeras misiones tripuladas a Marte y misiones robóticas al sistema solar exterior (entre otras cosas). Estas misiones se beneficiarán de tecnologías innovadoras que permitan un paso más rápido, estadías más prolongadas y una vida sostenible fuera de la Tierra. Con este fin, la NASA y otras agencias espaciales están investigando aplicaciones nucleares, particularmente en términos de energía y propulsión. Muchas de estas propuestas han estado en los libros desde el comienzo de la era espacial y se han verificado a fondo.

sobre mí martes 24 eneroLa NASA y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) anunciaron el lanzamiento Acuerdo interinstitucional Desarrollar el concepto de propulsión termonuclear (NTP). El cohete nuclear propuesto se conoce como Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO), que permitiría misiones rápidas a Marte (semanas en lugar de meses). Este programa de tres fases culminará con una exhibición en órbita de DRACO, que se espera que ocurra a principios de 2027.

Desde el comienzo de la era espacial, la NASA y otras agencias espaciales han considerado múltiples propuestas para naves espaciales nucleares. Se pueden clasificar en dos categorías: Propulsión nuclear térmica y nuclear eléctrica (NTP/NEP). Para NTP, un reactor nuclear calienta el propulsor deuterio o tritio (hidrógeno-2 o -3) para formar plasma, que luego se dirige a través de toberas para generar empuje. En el cohete NEP, el reactor alimenta un propulsor de efecto Hall que ioniza un gas inerte (como el xenón) y lo acelera para generar empuje. Mientras que NEP ofrece un impulso específico más alto (Isp), o períodos más largos de empuje, NTP proporciona un mayor impulso.

Concepción artística de un misil termonuclear bimodal en órbita terrestre baja. Crédito: NASA

Se han hecho varias propuestas para los sistemas NTP en los últimos años que podrían reducir los tiempos de tránsito a Marte a menos de 100 días – Algunos son pequeños como 45 días! Tener una tecnología de transporte más rápida y eficiente es fundamental para las misiones tripuladas a Marte y cumple con las normas de la NASA. Objetivos lunares a Marte. Con cohetes convencionales, llevaría de seis a nueve meses viajar a Marte, y las misiones solo podrían lanzarse cada 26 meses (para coincidir con Marte oposición). Durante estos tránsitos, los astronautas estarán expuestos a niveles elevados de radiación solar y cósmica.

También pasarían todo el período en microgravedad, lo que tendría un gran impacto en la fisiología humana. Finalmente, los viajes más largos requieren más suministros y espacio de almacenamiento, que es limitado a bordo. Orión Una nave espacial que sirve como sala de mando, dormitorio y comedor para su tripulación. Un sistema de propulsión más potente permite naves espaciales más grandes que pueden transportar cargas científicas más grandes y proporcionar más potencia para instrumentos y comunicaciones. Como dijo recientemente el administrador Bill Nelson en la NASA presione soltar:

“La NASA trabajará con nuestro socio a largo plazo, DARPA, para desarrollar y demostrar tecnología avanzada de propulsión térmica nuclear a partir de 2027. Con la ayuda de esta nueva tecnología, los astronautas pueden viajar hacia y desde el espacio profundo más rápido que nunca, una gran oportunidad. capacidad para la preparación de la misión «a Marte. Felicitaciones tanto a la NASA como a DARPA por esta emocionante inversión, mientras lanzamos el futuro juntos».

Por convención, la NASA Dirección de Misión de Tecnología Espacial STMD liderará el desarrollo técnico del motor térmico nuclear, que se integrará con la nave espacial construida por DARPA. DARPA liderará el programa general como autoridad contratante, supervisando la integración y adquisición de sistemas de misiles, aprobaciones, programación y otras consideraciones. La NASA y DARPA colaborarán en el ensamblaje del motor antes de una demostración en el espacio a partir de 2027. La administradora de DARPA, la Dra. Stephanie Tompkins, dijo:

DARPA y la NASA tienen una larga historia de colaboración fructífera en el desarrollo de tecnologías para lograr nuestros propios objetivos, desde el cohete Saturno V que llevó a los humanos a la Luna por primera vez hasta el servicio robótico y el reabastecimiento de combustible para satélites. El campo espacial es crítico para el comercio moderno, el descubrimiento científico y la seguridad nacional. La capacidad de dar pasos agigantados en los avances de la tecnología espacial a través del programa de misiles termonucleares DRACO será esencial para mover materiales de manera más eficiente y rápida a la Luna y, eventualmente, humanos a Marte».

Impresión de un artista de cuatro generadores KRUSTY que alimentan un puesto de avanzada en Marte. Crédito: NASA/STMD

Para la NASA, los esfuerzos anteriores para desarrollar tecnologías nucleares para la exploración espacial incluyen Motor nuclear para aplicaciones de vehículos de misiles. (NERVA), que se probó con éxito en 1964 y 1969. Los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) se han probado en el espacio desde 1961 y formaban parte de Apolo Experimentos de superficie para las misiones. desde entonces, Generadores termoeléctricos de radioisótopos multifuncionales (MMRTG) sensores robóticos operados como VikingoY ViajeroY Galileo, Cassini, Y nuevos horizontes misiones y curiosidad Y perserverancia rovers

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La NASA, el Departamento de Energía (DOE) y socios comerciales e industriales también están trabajando para realizar tecnologías nucleares para múltiples misiones. Esto incluye a la NASA resistencia de la superficie de fisión El proyecto está ampliando su alcance. Reactor Kilopower con tecnología Sterling (KRUSTY) para desarrollar reactores nucleares que puedan impulsar misiones de larga duración a la Luna, Marte y más allá. En junio, la NASA y el Departamento de Energía Ha sido galardonado con tres esfuerzos de diseño comercial. Desarrollar conceptos de plantas de energía nuclear que podrían usarse en la Luna y luego en Marte.

Este año, el Programa de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA otorgó contratos de Fase 1 para varias tecnologías nucleares propuestas. Estos incluyen un Reactor híbrido de fusión/fisión rápida Eso extendería una misión a Europa, un motor termonuclear que podría permitir misiones a Marte en solo 45 díasy un batería nuclear en miniatura CubeSat podría permitir misiones al sistema solar exterior. dijo Jim Reuter, director asociado de STMD.

A través de esta cooperación, nos beneficiaremos de nuestra experiencia adquirida en muchos proyectos anteriores de propulsión espacial y energía nuclear. Los materiales aeroespaciales y los avances de ingeniería recientes permiten una nueva era para la tecnología nuclear espacial, y esta demostración de vuelo será un logro importante hacia la creación de capacidad de transporte espacial para la economía de la Tierra y la Luna. «

Otras lecturas: NASA