Governo e indústria exploram motores espaciais nucleares e solares

ESPAÇO

Conceito DARPA

COLORADO SPRINGS, Colorado — Mais atividades comerciais e militares estão ocorrendo no espaço, e o Departamento de Defesa e a indústria estão investindo em tecnologias de propulsão emergentes para mover sistemas em órbita de forma mais rápida, mais distante e mais eficiente.

Tradicionalmente, as naves espaciais têm usado reações químicas para liberar energia e gerar impulso. No entanto, este método é muito menos eficiente do que usar a propulsão térmica nuclear, disse Lisa May, gerente sênior de estratégia e desenvolvimento de negócios da Lockheed Martin NextGen.

Embora a propulsão térmica nuclear tenha o mesmo impulso que a química, “é duas a quatro vezes mais eficiente”, disse May recentemente aos jornalistas. Usando impulso específico, ou ISP – a medida de eficiência de um sistema de propulsão – o químico tem cerca de 400 segundos de ISP, enquanto o nuclear tem “além de 700, até 900” segundos, “que é o que a NASA tem falado para levar os humanos a Marte”, disse ela.

Em 2021, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa selecionou a Lockheed Martin como um dos três principais contratantes - junto com a General Atomics e a Blue Origin - para a Fase 1 de seu programa de Foguete de Demonstração para Operações Ágeis Cislunares, ou DRACO, para mostrar o potencial de uma bomba nuclear. sistema de propulsão térmica no espaço, disse um comunicado da DARPA.

Em janeiro deste ano, a NASA anunciou que tinha parceria com a DARPA no programa DRACO, descrevendo um motor de foguete térmico nuclear como “uma capacidade que permite missões tripuladas da NASA a Marte”. O objetivo é demonstrar o sistema em órbita no ano fiscal de 2027, com a Força Espacial fornecendo o veículo de lançamento para a missão DRACO, disse um comunicado da DARPA.

O programa está prestes a entrar na Fase 2, que “envolverá principalmente a construção e testes dos componentes não nucleares do motor”, como válvulas, bombas, bocal e “um núcleo representativo sem os materiais nucleares nele contidos”, diz o programa da DARPA. disse a gerente da DRACO, Tabitha Dodson, durante um painel de discussão no Simpósio Espacial da Fundação Espacial em abril. Dodson disse então que uma decisão da Fase 2 está “muito próxima”. No entanto, até o momento, em meados de julho, nenhum contrato foi concedido.

A Fase 3 do DRACO “envolverá a montagem do [foguete térmico nuclear] abastecido com o estágio, testes ambientais e lançamento ao espaço para conduzir experimentos no [foguete térmico nuclear] e seu reator”, afirmou o site da DARPA.

“Não há instalações na Terra que possamos usar para o teste de potência do nosso reator DRACO… então sempre nos baseamos em fazer nosso teste de potência para o reator no espaço”, disse Dodson. Uma vez no espaço, a DARPA irá “muito gradualmente” aumentar o sistema para “impulso de potência total”, disse ela.

No que diz respeito às aplicações do Departamento de Defesa para o sistema, o motor térmico nuclear “realizará missões normalmente reservadas para foguetes de estágio superior… mas executa essas missões melhor”, transportando cargas pesadas “mais rápido [e] mais longe, sem a necessidade de um levantamento superpesado. primeiro estágio” do foguete, disse ela.

“A manobra rápida é um princípio central das operações modernas do Departamento de Defesa em terra, no mar e no ar”, disse a DARPA. “No entanto, a manobra rápida no domínio espacial tem sido tradicionalmente um desafio porque os atuais sistemas de propulsão espacial elétrica e química têm desvantagens na relação empuxo-peso e na eficiência do propulsor, respectivamente.”

O sistema de propulsão térmica nuclear da DRACO “tem o potencial de atingir altas relações empuxo-peso semelhantes à propulsão química no espaço e aproximar-se da alta eficiência de propulsão dos sistemas elétricos”, disse o comunicado. “Essa combinação daria à espaçonave DRACO maior agilidade para implementar o princípio central do DoD de manobra rápida no espaço cislunar.”

No entanto, como a maior parte da tecnologia nuclear, os sistemas de propulsão espacial podem enfrentar burocracia regulatória, disse Kirk Shireman, vice-presidente da Campanha de Exploração Lunar da Lockheed Martin.