Foguetes nucleares podem reduzir tempo de viagem a Marte pela metade, mas enfrentam desafios

A NASA e outras agências espaciais continuam a se preparar para enviar astronautas a Marte, embora a viagem possa levar meses ou até anos com as tecnologias atuais. No entanto, foi sugerido por Dan Kotlyar, professor associado de engenharia nuclear no Instituto de Tecnologia da Georgia, que esse tempo pode ser drasticamente reduzido com o uso da energia nuclear, apesar dos desafios ainda presentes para a implementação dessa tecnologia.

A demora nas viagens a Marte tem sido causada pelos foguetes alimentados por combustíveis convencionais. Como explicado por Kotlyar em uma publicação no The Conversation, os sistemas de propulsão química tradicionais utilizam uma reação envolvendo propelentes leves, como o hidrogênio, misturados a um oxidante. Esses componentes entram em combustão e são rapidamente expelidos, fornecendo o impulso necessário.

Por outro lado, foi destacado o potencial de uma tecnologia alternativa, a propulsão nuclear térmica, que poderia, eventualmente, reduzir pela metade o tempo de viagem. Essa tecnologia, que usa a fissão nuclear, já foi estabelecida para alguns usos, como em submarinos movidos a energia nuclear. Nos sistemas de propulsão nuclear térmica, seria usado um combustível nuclear com maior concentração do isótopo urânio-235. Esse processo ejetaria o propelente rapidamente, gerando um empuxo elevado que aceleraria o foguete mais rapidamente.

Além disso, esses sistemas têm sido apontados como altamente eficientes em termos de impulso específico, sendo quase duas vezes mais eficientes do que os foguetes químicos, o que permitiria a redução do tempo de viagem em até 50%.

Entretanto, antes que motores desse tipo sejam projetados, modelos e simulações precisam ser desenvolvidos para avaliar seu desempenho durante as operações de ativação e desativação, que envolvem mudanças intensas de temperatura e pressão. Foi observado que esses sistemas diferem de qualquer reator de fissão nuclear existente, o que exige o desenvolvimento de novas ferramentas de software.

O grupo de pesquisa liderado por Kotlyar tem projetado e modelado sistemas complexos de reatores para analisar como fatores como temperatura podem afetar a segurança dos foguetes. Esse trabalho de simulação tem demandado grande poder computacional, e espera-se que, no futuro, modelos possam ser desenvolvidos para controlar esses foguetes autonomamente.