Coisas que você precisa saber sobre propulsão térmica nuclear para foguetes!
- marcocenturion
- há 3 dias
- 4 min de leitura
"Os sistemas NTP seriam lançados ao espaço por foguetes químicos tradicionais e entrariam em uma órbita planejada antes de serem ativados com segurança."
Escritório de Energia Nuclear, Departamento de Energia dos EUA.
Traduzido e adaptado por Marco Centurion
A NASA poderá, um dia, usar motores de foguete movidos a energia nuclear para enviar astronautas a Marte. Os sistemas de propulsão térmica nuclear (NTP, na sigla em inglês) não são novos, mas podem reduzir significativamente os tempos de viagem e transportar cargas maiores do que os melhores foguetes químicos atuais, ampliando desta forma as oportunidades da humanidade de explorar o espaço.
1. Os sistemas NTP são alimentados por fissão.
Os sistemas NTP funcionam bombeando um propelente líquido, em sua maioria por hidrogênio, através de um reator nuclear. Os átomos de urânio se quebram dentro do núcleo e liberam energia por meio da fissão. Esse processo físico aquece o propelente e o converte o seu estado físico para gás, que ao expandir através de um bocal, gera empuxo para a propulsão do corpo do sistema.
2. Os sistemas NTP são mais eficientes do que foguetes químicos.
Os foguetes NTP são mais densos em energia do que foguetes químicos… e também mais eficientes.
Os engenheiros medem esse desempenho como impulso específico, que é a quantidade de empuxo que se pode obter a partir de uma quantidade específica de propelente. O impulso específico de um foguete químico que queima hidrogênio líquido e oxigênio líquido é de 450 segundos, exatamente metade da eficiência do propelente a energia nuclear, que é de 900 segundos.
Isso acontece porque gases mais leves são mais fáceis de acelerar. Quando foguetes químicos são acionados, eles produzem vapor d’água, um subproduto muito mais pesado do que o hidrogênio utilizado em um sistema NTP. Isso resulta em maior eficiência e permite que o foguete viaje mais longe com menos combustível.
3. Os sistemas NTP não serão usados no lançamento.
Os sistemas NTP seriam lançados ao espaço por foguetes químicos tradicionais e entrariam em uma órbita planejada antes de serem ativados com segurança. Os sistemas NTP não são projetados para produzir a quantidade de empuxo necessária para deixar a superfície da Terra.
4. Os sistemas NTP oferecerão maior flexibilidade.
Os sistemas NTP oferecem maior flexibilidade para missões no espaço profundo. Eles podem reduzir os tempos de viagem até Marte em até 25% e, o que é mais importante ainda, limitar a exposição da tripulação à radiação cósmica. Também podem possibilitar janelas de lançamento mais amplas, que não dependem necessariamente de alinhamentos orbitais, e permitir que astronautas abortem missões e retornem à Terra, caso necessário.
Baixe nosso infográfico sobre propulsão térmica nuclear.
5. Os sistemas NTP foram desenvolvidos com apoio do DOE.
DOE = U.S. Department of Energy (Departamento de energia dos Estados Unidos da América do Norte)
A NTP não é novidade. Ela foi estudada pela NASA e pela Comissão de Energia Atômica (atualmente o DOE) durante a década de 1960 como parte do programa Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA). Nesse período, cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos ajudaram a construir e testar com sucesso diversos motores de foguete nucleares que hoje formam a base dos projetos atuais de NTP.
Embora o programa NERVA tenha terminado em 1972, a pesquisa continuou para aprimorar o projeto básico, os materiais e os combustíveis usados nos sistemas NTP.
Atualmente, a NASA e o DOE estão trabalhando com a indústria para desenvolver projetos atualizados de reatores de propulsão térmica nuclear. Uma competição de projetos, que levou ao desenvolvimento de vários projetos atualizados de reatores NTP, foi realizada no ano de 2021. A fabricação e os testes iniciais de todos os principais componentes incluídos em três dos projetos foram concluídos, e o trabalho continua na integração e fabricação de sistemas completos de motores.
6. Os sistemas NTP são focados no uso de urânio de baixo enriquecimento.
O DOE está trabalhando com a NASA para ajudar a testar, desenvolver e avaliar a viabilidade do uso de novos combustíveis que exigem menor enriquecimento de urânio para sistemas NTP. Esse combustível pode ser produzido usando novas técnicas avançadas de fabricação e pode ajudar a reduzir os custos relacionados à segurança associados ao uso de combustível altamente enriquecido.
O Laboratório Nacional de Idaho ajudou a NASA a desenvolver e testar compósitos de combustível em sua instalação do Transient Reactor Test (TREAT). Os testes examinaram como combustíveis de urânio de baixo enriquecimento com maior grau (do inglês High Assay Low-Enriched Uranium - HALEU) se comportam sob os ambientes severos de temperatura e radiação encontrados em reatores NTP. Os testes demonstraram que os combustíveis nucleares em desenvolvimento são capazes de suportar aumentos até as temperaturas operacionais da propulsão térmica nuclear sem sofrer danos significativos.
Saiba mais sobre o trabalho da NASA em propulsão térmica nuclear e explore o papel do DOE na exploração espacial.
Artigo encontrado no site do Departamento de Energia dos EUA (originalmente publicado em 23/07/2025)
Link para acesso ao original: https://www.energy.gov/ne/articles/6-things-you-should-know-about-nuclear-thermal-propulsion